Виды рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Виды одноковшовых экскаваторов (о.э.) и их рабочее оборудование

Одноковшовые экскаваторы — землеройные машины циклического действия, основным рабочим органом которых является ковш с зубьями. Предназначаются для разработки грунтов в различных условиях.

Классификация одноковшовых экскаваторов известна из курса строительных машин. Экскаваторы различают по следующим признакам: по типу подвески (жесткая, шарнирнорычажная, канатная); по типу ходового устройства (колесные, гусеничные, шагающие); по типу рабочего оборудования (прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер, кран, копер и др.).

Привод рабочего оборудования может быть канатным или гидравлическим. Последние выполняются с шарнирно-рычажным и телескопическим оборудованием. Для замены рабочего оборудования применяются быстроразъемные устройства.

По типу поворотного устройства различают: полноповоротные и неполноповоротные.

Всего существует более 700 наименований экскаваторов, 400 типов.

Для обеспечения выбора экскаватора разработана соответствующая индексация.

Система индексации экскаваторов. Действующая система индексации предусматривает следующую структуру индекса (рис.7.1).

Буквы ЭО означают «экскаватор одноковшовый универсальный».

Далее четыре основные цифры индекса последовательно означают: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования (тип подвески) и порядковый номер данной модели. Восемь размерных групп экскаваторов обозначаются цифрами с 1 до 8. Размер экскаватора характеризуют масса машины и мощность основного двигателя, а также вместимость основного ковша. В настоящее время серийно выпускаются экскаваторы 3-6-й размерных групп. Вместимость основных ковшей экскаваторов составляет: для 2-й размерной группы — 0,25-0,28 м3; 3-й — 0,40-0,65 м3; 4-й — 0,65-1,00 м3; 5-й — 1,00-1,60 м3; 6-й — 1,60-2,50 м3; 7-й — 2,50-4,00 м3.

Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9: 1 — гусеничное (Г); 2 — гусеничное уширенное (ГУ); 3 — пневмоколесное (П); 4 — специальное шасси автомобильного типа (СШ); 5 — шасси грузового автомобиля (А); 6 — шасси серийного трактора (Тр); 7 — прицепное ходовое устройство (Пр); 8,9 — резерв. Конструктивное использование рабочего оборудования указывается цифрами: 1 (с гибкой подвеской); 2 (с жесткой подвеской); 3 (телескопическое). Последняя цифра индекса означает порядковый номер модели экскаватора. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т.д.) означает порядковую модернизацию данной машины, последующие — вид специального климатического исполнения (С или ХЛ — северное, Т — тропическое, ТВ — для работы во влажных тропиках). Например, индекс ЭО-5123ХЛ расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, 5-й размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудования, третья модель в северном исполнении. Экскаватор оборудуется основным ковшом вместимостью 1,0 м3, соответствующей 5-й размерной группе, и сменными вместимостью 1,25 и 1,6 м3.

Экскаваторы с механическим приводом представляют собой полноповоротные машины с гибкой подвеской рабочего оборудования. Основными видами сменного рабочего оборудования таких машин являются прямая лопата, обратная лопата, драглайн, кран и грейфер (Рис.7.2.).

Экскаваторы с гидравлическим приводом (Рис.7.3.) представляют собой полно и неполноповоротные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический привод. Технологические возможности таких экскаваторов значительно выше, чем экскаваторов с механическим приводом, поэтому современные экскаваторы выпускаются в основном с гидравлическим приводом. Их производительность в среднем выше на 30-35% по сравнению с механическим приводом, однако, они не могут быть использованы в качестве драглайна..

По виду исполнения рабочего оборудования различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием. Основное рабочее движение шарнирно-рычажного оборудования в вертикальной плоскости обеспечивает изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти. Основным рабочим движением телескопического рабочего оборудования является выдвижение и втягивание телескопической стрелы.

Общий вид экскаваторов с механическим и гидравлическим оборудованием дан на рис.7.4.

В настоящее время отечественная и зарубежная промышленность выпускает большое количество экскаваторов, также как и других строительных машин с большим разнообразием параметров и характеристик. Выпуском машин занимаются многие заводы и фирмы, в том числе: в России — КЗТМ ЗАО (крастяжмаш) — Красноярский завод тяжелого машиностроения, ОМЗ — объединенные машиностроительные заводы — группа УралМашИжора, ВЭКС — Воронежский экскаваторный завод, Ковровский экскаваторный завод, САРЭКСОАО — Саранский экскаваторный завод, ТВЭКС — Тверской экскаваторный завод, АТЛАС-TEREX, ЭКСКО ОАО — Костромской экскаваторный завод.

За рубежом: Komatsu, Caterpillar, Volvo, Mitachi, Daewoo и др.

Сведения о выпускаемых машинах каждой фирмы можно найти в Интернете.

Диапазон общих характеристик экскаваторов дан в таблице 7.1.

Выпускаемые машины имеют много моделей, отличающихся, как своими характеристиками, технологическими возможностями, сменным оборудованием, условиями управления, так и внешним видом.

Группа одноковшовых строительных экскаватопов претерпела за последние годы существенные конструктивные изменения, которые позволили расширить сферу их применения, повысить мобильность, универсальность, рабочие скорости, производительность, снизить стоимость работ по сравнению с предыдущим поколением этих машин.

Одним из главных изменений в их конструктивной схеме явилось применение гидропривода. Это позволило облегчить и упростить конструкциюстрелы и рукояти, придать дополнительные движения рабочему органу — ковшу, упростить трансмиссию, позволило осуществить независимое, бесступенчатое регулирование в широком диапазоне скоростей.

Выборочная номенклатура отечественных экскаваторов дана в таблице 7.2.


Как пример современного экскаватора приведем характеристики экскаватора ЭО-5124 и ЭО-6123.

Экскаваторы ЭО-5124 и ЭО-6123 (рис.7.5.), относящиеся соответственно к 5-й и 6-й размерным группам, являются наиболее мощными из универсальных гусеничных полноповоротных экскаваторов. Их производительность в 1,5 — 2,3 раза выше, чем экскаваторов 4-й размерной группы. Кроме традиционных видов рабочего оборудования, они оснащены глубинным грейфером и буровым оборудованием.

Вместимость ковша экскаватора ЭО-5124 — 1,6 м3, а ЭО-6123 — 2,5 м3. Экскаваторы ЭО- 5124 имеют силовую установку, в которой применены гидронасосы с управляемой производительностью, работающие на холостых оборотах дизеля с малой подачей. Работающие движения экскаватора плавно регулируются.

Экскаваторы ЭО-6123 в большей степени унифицированы с экскаваторами ЭО-5124. Отличием является применение в первом электрических двигателей силовой установки, питающихся от внешней электросети переменного тока напряжением 380 В.

При отсутствии внешней сети такого напряжения к экскаватору может придаваться дизель-генераторная установка.

На универсальных гидравлических экскаваторах наиболее часто применяют обратную и прямую лопаты, грейфер, рыхлители, гидромолот, погрузчик и сменные рабочие органы для различных работ.

Большинство машин имеют сменное оборудование. Выборочные сведения о наличии сменного оборудования даны в таблице 7.3.

В настоящее время при строительстве ГЭС за рубежом используются строительные машины с автоматическим управлением, оснащенные диспетчерской системой спутниковой связи, что обеспечивает управление всеми механизмами и транспортом из одного центра и поведением бульдозеров и экскаваторов наподобии боевых истребителей.

Классификация и виды рабочего оборудования

Одноковшовые экскаваторы по количеству видов рабочего оборудования подразделяют на следующие типы: не универсальные, которые имеют, как правило, один вид рабочего оборудования (прямая, обратная лопаты или драглайн), полу универсальные, имеющие два-три вида рабочего оборудования (прямая и обратная лопата, драглайн), и универсальные, имеющие более трех видов рабочего оборудования (прямая и обратная лопаты, драглайн, грейфер, кран и др.).

Прямую лопату (см. рис. 4.2, а) используют для копания грунта выше уровня стояния экскаватора. Это оборудование применяют для рытья котлованов и больших выемок, возведения насыпей с доставкой грунта транспортными средствами, разработки карьеров и т.п.

а — прямая лопата; б — обратная лопата; в — драглайн; г -кран; д — грейфер;

— высота (глубина) копания; — высота разгрузки (подъема);

— радиус копания; радиус выгрузки

Рисунок 4.2 – Основные виды рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов

Обратная лопата (см. рис. 4.2, б) и драглайн (см. рис. 4.2, в) служат для разработки грунта, находящегося ниже опорной поверхности самого экскаватора. Их применяют при рытье котлованов, траншей, каналов, выемок. Драглайном, кроме того, можно возводить насыпи из боковых резервов и выполнять вскрышные работы.

Грейферы (см. рис. 4.2, д) обычно имеют экскаваторы малой и средней мощности с вместимостью ковша до 2 м 3 . Это оборудование применяют для рытья глубоких котлованов (колодцев) в малосвязных грунтах и для перегрузки сыпучих материалов(песка, щебня, гравия, угля и др.).

Крановое оборудование (см. рис. 4.2, г) монтируют на экскаваторах с емкостью ковша до 8 м 3 , а также для выполнения погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работ. В качестве стрелового оборудования используют как обычные, так и удлиненные стрелы со вставками и надставками (наголовниками или гуськами). Это позволяет увеличить подгабаритное пространство и число крюков. При вертикальном расположении стрелы с дополнительным наголовником используют как гусеничный башенный кран.

Кроме указанных видов рабочего оборудования для планировки и зачистки площадок и откосов используют струг. Им обычно оснащают экскаваторы с емкостью ковша до 1 м 3 . Оборудование скребка от оборудования струга отличается тем, что вместо ковша применен отвал. Его используют для планировочных работ и засыпки траншей.

Применяют также рабочее оборудование узкоспециального назначения: корчеватель пней, копер для забивания свай, каток для укатки грунта на откосах насыпей и др.

У гидравлических экскаваторов имеются специфические виды рабочего оборудования. К ним относят грейферы, жестко связанные с элементами рабочего оборудования, позволяющие разрабатывать тяжелые грунты. Некоторые виды этих грейферов могут образовывать выемки колодцевого типа. К специфическому виду оборудования гидравлических экскаваторов относят планировочное с телескопической и шарнирно-сочлененной стрелами. Современные гидравлические экскаваторы снабжают разнообразным сменным оборудованием. На некоторых машинах номенклатура достигает 20 видов.

Большая часть сменного рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов имеет жесткую кинематическую связь с машиной (прямые и обратные лопаты, струги, планировщики и др.). Драглайны и крапы имеют гибкую связь ковша с машиной. Из всех видов рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов наиболее применимы прямая и обратная лопаты вследствие их универсальности и высокой производительности.

Рабочий цикл у экскаваторов с разным рабочим оборудованием различен. Если принять его длительность у прямой лопаты за единицу, то у обратной лопаты она составит 1,15, а у драглайна — 1,20. У обратной лопаты это объясняется невозможностью совмещения операций подъема и поворота до полного выхода ковша из забоя. Большая длительность цикла драглайна объясняется большим вылетом оборудования, увеличением времени копания и поворота, а также сложностью управления. Рабочее оборудование прямой и обратной лопат у экскаваторов с ковшом вместимостью 0,15 — 0,4 м 3 монтируют, как правило, из унифицированных элементов.

В зависимости от назначения различают одноковшовые экскаваторы строительные, карьерные, вскрышные и специальные. К строительным относят универсальные и полу универсальные экскаваторы с ковшами вместимостью от 0,15 до 4,0 м 3 и массой машин от 1,5 до 140 т. Основное назначение машин этой группы — выполнение земляных работ в грунтах I — IV категории, строительно-монтажные и погрузочно-разгрузочные. При работе в легких грунтах можно применять сменные ковши увеличенной емкости. Экскаваторы с ковшом вместимостью до 2,0 м 3 и массой до 90 т относят к строительным экскаваторам малой мощности, экскаваторы с ковшом 2 — 4 м 3 — к машинам средней мощности. Наиболее распространены универсальные экскаваторы малой мощности.

Широко применяют карьерные и вскрышные экскаваторы с ковшами 2 — 150 м 3 и общей массой 70 — 13000 т. Все эти машины не универсальны, т.е. имеют обычно один вид рабочего оборудования — прямую лопату или драглайн.

Карьерно-вскрышные экскаваторы с прямыми лопатами имеют, как правило, гусеничный ход, а драглайны — шагающий. Выпускаемые отечественной промышленностью шагающие драглайны имеют ковши вместимостью 4 — 100 м 3 , стрелы длиной 40 — 100 м и массу 170 — 8500 т.

Карьерно-вскрышные экскаваторы используют для разработки тяжелых грунтов (IV — V категорий) в карьерах и на открытых горных работах для выемки вскрышных пород с выгрузкой в отвал. Шагающие драглайны, кроме вскрышных работ, применяют на крупном гидротехническом строительстве.

Одноковшовые экскаваторы подразделяют с учетом видов ходового оборудования, неповоротного устройства, типов привода и управления.

По виду ходового оборудования различают экскаваторы на автомобильном, пневмоколесном, гусеничном и шагающем ходу. Экскаваторы с ковшами до 0,4 м 3 имеют наряду с гусеничными пневмоколесный и автомобильный ход. Экскаваторы с ковшом 0,65 м 3 и более имеют, как правило, гусеничный ход.

Шагающий ход имеют мощные экскаваторы со значительными вылетами рабочего оборудования и высокими нагрузками на ходовую часть машины. Их применяют при крупных сосредоточенных объемах работ с перемещением на незначительные расстояния.

По виду привода различают экскаваторы с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным (гидромеханическим и дизель-электрическим) приводом. Экскаваторы, используемые в строительных организациях нашей страны, имеют механический, гидравлический и гидромеханический привод мощностью 18 — 225 кВт.

У экскаваторов с механическим приводом силовым оборудованием служат двигатели внутреннего сгорания. Потоки мощности при этом распределяются механическими трансмиссиями. Для машин малой мощности этот вид привода наиболее распространен. В отдельных случаях (например, для подземных работ) в качестве силовых установок экскаваторов с одномоторным механическим приводом применяют электродвигатели.

Читайте также  Экскаватор погрузчик john deere 325k

Многомоторный электрический привод обычно применяют при наличии внешнего источника электроэнергии. Предусматривают также и дизель- электрические приводы. Экскаваторы с гидравлическим приводом, или гидравлические, имеют в качестве силовых установок двигатели внутреннего сгорания с насосной группой, от которой энергия передается к рабочим органам и механизмам при помощи рабочей жидкости. Широко применять гидравлические экскаваторы начали с 50-х годов. Во многих видах строительства гидравлические экскаваторы успешно вытесняют механические.

Гидравлические экскаваторы имеют следующие преимущества перед механическими: жесткую связь между рабочим оборудованием и машиной, позволяющую реализовать большие рабочие усилия без увеличения массы машины; нет потребности в специальных устройствах управления (тормозов, фрикционов, механизмов изменения скоростей), так как распределение и регулирование потоков энергии производятся гидравлической системой; можно применять широкую номенклатуру сменных рабочих органов со сложными рабочими движениями, что превращает машину в манипулятор, полностью заменяющий ручной труд человека.

Из перечисленных преимуществ следует особо обратить внимание на возможность реализации больших рабочих усилий по сравнению с машинами с механическим приводом. Из схем механических экскаваторов, приведенных выше, видно, что при канатных связях напорные усилия обратной лопаты и грейфера создаются только силой тяжести рабочего оборудования, чего недостаточно при большом сопротивлении копанию.

При гидравлическом приводе, обеспечивающем жесткую связь между элементами рабочего оборудования и машиной, в создании напорных усилий участвует сила тяжести всего экскаватора, и их можно существенно увеличить. Благодаря этим особенностям обратные лопаты гидравлических экскаваторов реализуют значительно более высокие рабочие усилия (в 2 раза и более), чем обратные лопаты экскаваторов с механическим приводом при равной массе машин. Грейферы на гидравлических экскаваторах могут разрабатывать самые тяжелые грунты, тогда как канатные грейферы служат практически только для перегрузки сыпучих материалов. В последние годы гидроприводы применяют в основном на экскаваторах малой мощности.

Основными видами рабочего оборудования гидравлических экскаваторов служат прямая и обратная лопаты, жесткий грейфер и планировщик с телескопической или шарнирно-сочлененной стрелой. Комбинированный привод в экскаваторах применяют в тех случаях, когда целесообразно связать основных потребителей мощности (например, привод рабочего оборудования) непосредственно с силовой установкой, а часть механизмов приводить в действие гидро- или электромоторами. Обычно это целесообразно при большой мощности экскаваторов.

По исполнению опорно-поворотных устройств одноковшовые экскаваторы подразделяют на полноповоротные и неполноповоротные. Полноповоротными являются те экскаваторы, у которых рабочее оборудование крепят к поворотным платформам, которые могут поворачиваться на 360°. Вместимость ковшов у этих экскаваторов превышает 0,25 м 3 .

По системам управления различают экскаваторы с рычажно-механическим, пневматическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным (электропневматическим, электрогидравлическим) управлением. Рычажно-механическое управление предусматривают на экскаваторах малой мощности. Вследствие большого количества недостатков этот вид управления в последнее время на большинстве машин заменен пневматическим или гидравлическим. Пневматическое управление устанавливают на экскаваторах малой мощности с вместимостью ковшей 0,5 — 2,0 м 3 . Гидравлическое и электрическое управление используют при соответствующих видах привода.

Виды рабочего оборудование одноковшовых экскаваторов. Выбор основных параметров экскаваторов (прямая лопата, обратная лопата, драглайн) при производстве земляных работ

Одноковшовые строительные экскаваторы (ЭО) относятся к маши­нам циклического действия. Главный параметр ЭО — вместимость ков­ша, м 3 . Основные технологические параметры: глубина (высота) копа­ния, максимальный радиус копания, высота погрузки. В различных от­раслях промышленности (угольная, горнодобывающая) применяют од­ноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша до 100 м 3 . В строи­тельстве работают экскаваторы восьми размерных групп, имеющие вместимость ковша 0,15. 4,0 м 3 . Наибольшее распространение нахо­дят экскаваторы 4-й и 5-й групп (вместимость ковша 0,65 и 1 м 3 ). При помощи традиционного оборудования (прямая лопата, обратная лопата, драг­лайн, грейфер) одноковшовый экскаватор может быть использован на механизации следующих процессов переработки грунта, входящих в состав комплексного технологического процесса: разработка и укладка грунта в земляных сооружениях различных типов; погрузка грунта; перемещение грунта в пределах земляного сооружения.

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов — это уни­версальные машины, которые могут быть оснащены различными вида­ми сменного рабочего оборудования. Современный гидравлический экс­каватор может быть оснащен более чем десятью видами рабочего обо­рудования, которые значительно расширяют его технологические воз­можности. Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы, как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов зем­ляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стес­ненных условиях, при устройстве обратных засыпок; рыхление мерз­лого и трудноразрабатываемого грунта.

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудо­вания являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер. а-прямая лопата, б – обратная, в — с грейферным оборудованием, г – драглайн.

Повышению качества, сокращению ручного труда при выполнении зачистных и планировочных работ способствует использование плани­ровочного оборудования, в том числе в сочетании с телескопической стрелой.

Для разработок выемок различных очертаний и габаритов могут применяться профильные ковши. Для реализации технологии произ­водства земляных работ методом «стена в грунте» служит специальное штанговое оборудование. Расширению области применения экс­каваторов, в том числе при разработке трудноразрабатываемых и мерзлых грунтов, способствует установка рыхлительного оборудо­вания: зуба-рыхлителя и гидромолота. Этим же целям служит и захватно-клещевое оборудование, устанавливаемое на гидравлическом экскаваторе. При помощи захватно-клещевого устройства можно так­же захватывать, грузить в транспорт или удалять в сторону крупные камни, негабариты, встречающиеся на площадке, где ведутся земля­ные работы.

Применению экскаваторов в условиях реконструкции объектов, ра­боте в цехах, вблизи стен и фундаментов служит оборудование для ра­боты в стесненных условиях. Шарнирное сочленение основных эле­ментов рабочего оборудования как в вертикальной, так и горизонталь­ной плоскости позволяет приспосабливаться к конкретным условиям производства работ.

Одноковшовый экскаватор — машина цикличного действия, процесс разработки грунта при любом виде рабочего оборудования складыва­ется из чередующихся в определенной последовательности операций отдельного цикла:

· резание грунта и заполнение ковша;

· подъем ковша с грунтом;

· поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки;

· выгрузка грунта из ковша;

· обратный поворот экскаватора;

· опускание ковша на грунт и подача его для резания грунта.

Основное назначение экскаваторов — разработка выемок, резервов, карьеров, траншей, котлованов с разгрузкой грунта в отвал или по­грузкой в транспортные средства. Предельные размеры выемок, кото­рые могут быть разработаны одноковшовым экскаватором с одной стоянки, зависят от его рабочих параметров.

Рабочими параметрами одноковшовых экскаваторов при разработке выемок являются: максимально возможная высота копания + Н (для экскаватора пря­мая лопата) — знак + показывает, что экскаватор копает выше своей стоянки;

глубина копания (резания) — Н (обратная лопата);

наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора Rmax и Rmn;

радиус выгрузки Rh,

высота выгрузки Hb.

Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами ведут позиционно. Рабочая площадка экскаватора называется забоем. Забой — рабочая зона экскаватора, включающая площадку, где рас­положен экскаватор; часть разрабатываемого массива грунта; места ус­тановки транспортных средств; площадку для укладки разрабатывае­мого грунта (при работе в отвал).

Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены в забое таким образом, чтобы среднее значение угла поворота экска­ватора от места заполнения ковша до места его выгрузки было мини­мальным, так как поворот стрелы осуществляется дважды — с грузом до транспортного средства и после выгрузки, то время поворота в среднем составляет до 70% рабочего времени одного цикла экска­ватора.

В зависимости от условий строительной площадки выбор экскава­тора начинают с определения наиболее целесообразных вместимости ковша и типа экскаватора, а также требуемых параметров — длины стрелы, радиуса резания,выгрузки и др. Выбор сменного оборудова­ния экскаватора зависит от уровня грунтовых вод и характера разраба­тываемой выемки (траншея, узкий или широкий котлован).

Экскаватор «прямая лопата» используют для разработки грун­тов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, преимущест­венно с погрузкой на транспорт. Его широко применяютв карьерах, в строительстве используют для погрузки в транспортные средства ра­нее собранного в кучи грунта или для отрывки котло­ванов, при этом устраивается самим экскаватором пандус.

Прямая лопата представляет собой открытый свер­ху ковш с режущим передним краем. Конст­рукция экскаватора позволяет ему копать ниже уровня своей стоянки не более чем на 10. 20 см, нормативная производительность может быть достигнута при высоте забоя не менее 1,5 м. Опорожняется ковш путем открытия его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспе­чивает ей наибольшую производительность за счет наполнения ковша «с шапкой».

При узких забоях самосвалы подают под загрузку с одной стороны сзади экскаватора, а при нормальных — с обеих сторон от экскаватора попеременно, что исключает простои экскаватора при смене под за­грузкой транспортных средств. При данных забоях экскаватор перемещается в котловане прямолинейно по оси забоя.

В некоторых случаях разработку грунта предпочтительнее вести уширенным забоем с перемещением экскаватора по зигзагу. В таких забоях сокращаются холостые проходки экскаватора и облегчаются ус­ловия для маневрирования и установки под погрузку самосвалов.

Экскаватор «драглайн» используют для разра­ботки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора: для отрывки глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработки грунта из-под воды и т. п. Драглайн применяют также при планировке площадей и зачистке откосов. Достоинство экскаватора — радиус действия до 10 м и глубина копания до 12 м. Глубина копания у экскаватора практически неограниченна, конструкция машины позво­ляет располагать транспортные средства на поверхности и на дне котлована, т е. уровень грунтовых вод не оказывает влияния на работу экскаватора. Эффективно разрабатывать экскаватором мягкие и плотные грунты, в том числе обводненные.

Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стре­лу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, не­сколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната.

Поперечно-челночная схема дает возможность набирать грунт по­очередно с каждой боковой стороны самосвала, подаваемого под по­грузку по дну выемки, не прекращая поворота стрелы в момент вы­грузки грунта. При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. В цикле работы экскаватора повороты занимают основное время, в этом плане челночные схемы с минимальным углом поворота для погрузки и выгрузки являются оптимальными. Строительные экскаваторы «драглайн» применяют с ковшом вмести­мостью 0,25. 2,5 м 3 . 116

Грейфер используют в сугубо специфических случаях для отрывки узких глубоких котлованов, траншей, колодцев, при раз­работке грунта ниже уровня грунтовых вод. Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер на­вешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стен­ками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Погружение в грунт осуществляется только за счет собственной массы и принуди­тельного опускания стойки, поэтому можно разрабатывать грунты ма­лой и высокой плотности, в том числе и находящиеся под водой. Строительные экскаваторы «грейфер» применяют с ковшом вместимо­стью 0,35. 2,5 м 3 .

Экскаватор «обратная лопата» применяют при разработке грунтов ниже уровня стоянки экскаватора, в основном при отрывке котлованов глубиной до 6 м и траншей при глубинедо 7,6 м. Затраты времени на один цикл экскаватора с обратной лопатой на 10. 15% больше, чем у прямой лопаты. Поярусная разработка выемок при этом виде оборудования не практикуется.

Обратная лопата — это открытый снизу ковш с режущим передним краем, шарнирно соединенный с рукоятью, которая, в свою очередь, шарнирно соединена со стрелой. По мере протягивания назад ковш за­полняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновре­менным опрокидыванием.

В соответствии с действующим ГОСТ «Экскаваторы универсаль­ные полноповоротные» основным рабочим оборудованием для экска­ваторов в настоящее время является обратная лопата. Экскаватор мо­жет комплектоваться оборудованием прямая лопата, жесткий грейфер, гидромолот, зуб-рыхлитель, а также сменными ковшами различной вместимости и назначения.

Гидравлические экскаваторы имеют следующие основные преиму­щества:

· существенное увеличение производительности новых машин по сравнению с машинами, имеющими механический (канатный) привод;

· снижение удельной материалоемкости и удельной энергоемкости машин;

· расширение универсальности гидравлических экскаваторов за счет сменного оборудования и рабочих органов до 40 наимено­ваний;

· автоматизация рабочего процесса;

· коренное усовершенствование систем управления и создание комфортных условий для работы машиниста;

· улучшение эстетического вида машин;

· кардинальное повышение ходовых качеств гусеничных машин.

Среди всех типов универсальных экскаваторов гусеничные маши­ны занимают ведущее место, так как не имеют ограничения по массе по сравнению с колесными экскаваторами. Наибольшее распростране­ние в большинстве стран получили гусеничные гидравлические экска­ваторы массой 10. 50 т, которые выполняют основной объем земля­ных работ в гражданском и промышленном строительстве.

Читайте также  Как выбрать экскаватор погрузчик?

Специфика одноковшовых экскаваторов. При планировании эксплуатационной производительности экскаваторов необходимо учи­тывать следующие факторы:

· коэффициент наполнения ковша изменяется в пределах 0,75. 1,1;

· использование экскаватора с учетом потерь времени на пере­движки по забою, К = 0,92. 0,98;

· использование экскаватора с учетом потерь по времени при на­хождении без груза К = 0,74. 0,94;

· коэффициент разрыхления грунта изменяется в широких преде­лах: для легких грунтов — 0,88; для средних грунтов — 0,8; для тяжелых грунтов — 0,75 и для скальных пород — 0,67.

В отдельных случаях одноковшовыми экскаваторами (особенно экскаваторами старых марок, в том числе с канатным управлением) отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую про­ектной, оставляя так называемый недобор слоем 5. 10 см для того, чтобы избежать повреждение основания и не допустить переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаваторов в таких случаях можно применять скребковый нож, насаживаемый на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операцию по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с точностью ±2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.005 с) .

Рабочее оборудование одноковшового экскаватора

Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов — совокупность рабочего оборудования одноковшового экскаватора.

Базовая машина одноковшового экскаватора обеспечивает функционирование различного рабочего оборудования. Последнее может выполняться сменным. Рабочее оборудование для копания грунта называют основным, а рабочее оборудование для выполнения других операций — дополнительным.

Содержание

Основное рабочее оборудование

Прямая лопата

Прямая лопата — основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта выше уровня стоянки экскаватора. Ковш прямой лопаты закреплен на рукояти. Рукоять в свою очередь шарнирно закреплена на стреле. Стрела шарнирно закреплена на поворотной платформе машины. У гидравлических экскаваторов ковш на рукояти закреплён подвижно — разгрузка ковша обеспечивается его опрокидыванием с помощью гидроцилиндра. У механических экскаваторов положение ковша относительно рукояти в процессе работы не меняется — разгрузка ковша выполняется при открывании его днища. Копают грунт в направлении от экскаватора. Прямая лопата обеспечивает наибольшее усилие копания и наибольшую производительность (за счёт минимального количества операций в одном цикле копания). Применяется для добычи полезных ископаемых и погрузочных работ.

Рабочий цикл экскаватора с прямой лопатой состоит из следующих операций:

  • Загрузка ковша — выполняется поворотом рукояти относительно стрелы. Положение ковша относительно рукояти и стрелы относительно машины остается неизменным.
  • Поворот платформы — по окончании загрузки ковша выполняется поворот платформы с рабочим оборудованием экскаватора. Ковш перемещается к месту разгрузки. Его положение относительно поворотной платформы машины не изменяется.
  • Подъём стрелы — перед разгрузкой ковша выполняется подъём стрелы экскаватора для увеличения погрузочной высоты.
  • Разгрузка ковша — на гидравлических экскаваторах осуществляется поворотом ковша относительно рукояти (опрокидыванием). На механических экскаваторах выполняется открывание днища ковша.

Обратная лопата

Обратная лопата — основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Применяется при копании котлованов, траншей, при планировании откосов и отсыпке насыпей. Может применяться для погрузочных работ. При работе обратной лопатой грунт копают в направлении к экскаватору. Гидравлические экскаваторы с обратной лопатой могут разрабатывать грунт и выше уровня своей стоянки, правда с меньшей эффективностью чем прямая лопата.

В зависимости от типа применяемых приводов рабочий цикл обратной лопаты различается.

Для гидравлических экскаваторов с независимым приводом стрелы, ковша и рукояти:

  • Заглубление стрелы в котлован с одновременным позиционированием рукояти;
  • Загрузка ковша его поворотом относительно рукояти;
  • Выглубление стрелы с одновременным разворотом рукояти и поворотом ковша для предотвращения высыпания грунта.
  • Поворот платформы с рабочим оборудованием;
  • Разгрузка ковша его поворотом относительно рукояти.

Для механических экскаваторов с двухканатным приводом рукояти, зависимым положением стрелы и фиксированным положением ковша:

  • Заглубление стрелы и рукояти в котлован (выполняется растормаживанием подъемного каната);
  • Загрузка ковша поворотом рукояти относительно стрелы в направлении экскаватора (выполняется натяжением тягового каната при расторможенном подъемном канате);
  • Выглубление стрелы и рукояти из котлована (выполняется натяжением подъемного каната при натянутом и заторможенном тяговом канате);
  • Поворот платформы с рабочим оборудованием;
  • Разгрузка ковша поворотом рукояти относительно стрелы в направлении от экскаватора (выполняется натяжением подъемного каната при одновременном разматывании тягового каната).

Обратная лопата является наиболее универсальным рабочим оборудованием. Обеспечивает высокую точность позиционирования ковша, как относительно грунта, так и относительно транспортного средства, в которое производится погрузка грунта.

Экскаваторы с ротатором ковша

Ряд моделей экскаваторов, например UDS-114 (производства Чехословакии), оснащается устройством переворота ковша (ротатором), позволяющим оперативно переходить из режима прямой лопаты в режим обратной лопаты.

Планировщик откосов

Разновидность обратной лопаты, предназначенной для планирования откосов в дорожном, мелиоративном и ландшафтном строительстве. Планировщик откосов обеспечивает перемещение режущей кромки ковша относительно грунта по прямой, направленной под заданным углом к горизонту. Для этого на гидравлический экскаватор устанавливается система автоматизированная управления (гидравлическая или электронная), обеспечивающая согласованное движение стрелы, рукояти и ковша. В качестве планировщика откосов нашли применение экскаваторы с телескопической стрелой.

Струг

Струг также используется для планировочных работ. Устанавливается на механические экскаваторы. Представляет собой стрелу, по которой канатом перемещается тележка с закреплённым на ней ковшом. Угол планирования определяется углом наклона стрелы. Направление копания стругом можно изменять перестановкой ковша относительно тележки.

Драглайн

Драглайн — рабочее оборудование с ковшом, гибко подвешенным на канатах. Применяется для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Грунт копают в направлении к экскаватору. Применяется при разработке котлованов, отсыпки насыпей, добычи полезных ископаемых, дноуглубительных работ на водоёмах.

Драглайн имеет наибольшие радиус и глубину копания, а также наибольшую погрузочную высоту по сравнению с другими типами рабочего оборудования.

Для работы с драглайном гидравлического экскаватора на него устанавливают двухбарабанную главную лебедку с приводом от гидросистемы.

Переоборудования базовой машины механического экскаватора при работе драглайном не требуется.

Виды экскаваторов и их характеристики

Определение и назначение

Экскаватор – это машина для копания грунта. Рабочим органом является ковш. Он может быть различной конструкции. Для расширения функциональности применяется сменное оборудование: кран (крюк), гидромолот, сваебойный копер и т.п. Кроме «классической» техники, существуют экскаваторы-погрузчики и мини-экскаваторы.
По принципу работы, экскаваторы делятся на следующие виды:

  • Цикличные (циклического действия). Сюда относятся одноковшовые машины.
  • Непрерывного действия. В эту группу входят: многоковшовые роторные, с фронтальной фрезой, траншейные с зубчатой цепью.
  • Вакуумные.

Ниже рассматривается только первая категория – экскаватор с ковшом. По назначению принята следующая классификация:

  • Строительные. Объем ковша до 3 м3. Используются, в основном, на земляных или погрузочно-разгрузочных работах. Большинство моделей являются универсальными (т.е. имеют 4 и более видов сменного оборудования).
  • Карьерные. Комплектуются рабочим оборудованием от 2 м3 до 8 м3. Применяются в карьерах на разработке скальных пород, угольных или рудных месторождений.
  • Вскрышные. Вместимость ковша от 6 м3. Используются при необходимости снять (вскрыть) верхний слой породы, под которым залегают полезные минералы. Отличительная особенность – удлиненная стрела и большая мощность.

В отдельную группу выделяют специальную технику. Сюда входят торфяные, разрушительные, тоннельные, спасательные, подземные, железнодорожные, подводные, болотные и другие модели. Для них нужны специальная оснастка и навесное оборудование.

Классификация одноковшовых экскаваторов

В настоящее время существует много различных классификаций экскаваторов. Среди самых популярных следующие. По виду шасси:

  • Колесные (пневмоколесные). Очень маневренные, с большой транспортной скоростью. Относятся к самоходным, т.к. способны доехать до рабочего участка самостоятельно. Сюда же можно причислить экскаваторы на шасси автомобильного типа. Они специально разработаны под конкретное подъемное оборудование. Преимущества: низко расположенный центр тяжести, еще более высокая скорость.
  • Гусеничные. Хорошо подходят для передвижения по бездорожью и работы на слабых грунтах, т.к. отличаются высокой устойчивостью и проходимостью. Относятся к полусамоходным, т.к. могут самостоятельно переезжать с места на место в пределах рабочей площадки, но до нее их надо везти на тягачах с тралами.
  • На серийном грузовике либо колесном тракторе.
  • Рельсовые. Это ограниченно-самоходные машины, т.к. для перемещения внутри рабочей зоны им нужен специально подготовленный путь.
  • Шагающие.

Первые две группы наиболее распространенные. Третья (автокраны) была основной лет пятьдесят назад. Сейчас от подобных решений отказываются. Главная причина в том, что шасси, не разработанное под силовую установку, ухудшает ее технические характеристики.
По работе относительно уровня опорной поверхности, различают два типа оборудования. Ковш «прямая лопата» выбирает землю выше площадки, «обратная лопата» — ниже.

По возможности поворота стрелы: полноповоротные вращаются на 360 градусов, неполноповоротные – меньше. Все современные марки экскаваторов относятся к первой группе. Ко второй – только модели, которые навешивают на тракторы.

Таблица технических характеристик

Технические характеристики экскаваторов разбросаны в очень широком диапазоне. Это связано с тем, что машины имеют разное назначение и рассчитаны на различные объемы работ.
Основные технические характеристики сведены в таблицу:

Класс и № размерной группы Эксплуатационная масса, тонн Мощность двигателя, л.с. Объем ковша, м3
Особо легкий «0» Менее 3 10-40 Менее 0,1
Легкий «1» 5-6 30-50 0,15-0,4
Легкий «2» 8-9 40-60 0,25-0,6
Средний «3» 10-12 50-80 0,3-1,0
Средний «4» 19-30 80-130 0,65-1,6
Тяжелый «5» 30-40 100-200 1,2-2,5
Тяжелый «6» 55-60 200-350 1,6-4
Особо тяжелый «7» 80-100 300-500 2,5-6,3
Особо тяжелый «8» 100-160 400-800 5-10

Объем ковша приведен геометрический. Реальное количество забираемого грунта во время работы, за счет «шапки», на 15-30% выше. На машины, которые планируется использовать на тяжелых грунтах, ставят ковши меньшего объема, чем надо для данной группы.

Кроме указанных в таблице параметров, производительность экскаватора зависит от его конструкции и технического состояния. А также от факторов, не относящихся непосредственно к агрегату: правильной организации работы, квалификации машиниста, плотности грунта и т.п.

Силовое оборудование

По типу основного двигателя землеройные машины могут быть дизельные либо электрические.

Карбюраторные встречаются редко. Раньше делались паровые, но сейчас этот вид уже давно в прошлом. Дизелями оборудуются машины с ковшами до 3 м3. Они предпочтительнее, когда приходится время от времени переезжать на другую рабочую площадку. Электромоторы ставят на более мощные модели экскаваторов для работы в карьерах.
Различные механизмы экскаватора представляет собой отдельные узлы. Поэтому здесь распространен агрегатный вид ремонта. По той же причине широко используют унифицированные блоки – сокращается номенклатура запчастей, упрощается крупносерийное производство.
Агрегатная компоновка экскаваторов стала причиной того, что среди них выделяют две группы:

  • Одномоторные – все узлы и системы приводятся в действие одним двигателем.
  • Многомоторные – для каждого механизма или группы механизмов есть «свой» двигатель.

По типу привода рабочего и вспомогательного оборудования встречаются следующие виды:

  • Механический. Для передачи усилия применяются цепи, шестерни, валы, червячные пары. Это самый распространенный вид, поэтому в названии его наличие не указывается. Вместо этого называется тип мотора (дизельный).
  • Гидравлический объемный. Использует свойство жидкости не сжиматься под давлением. Усилие передается с помощью масла, которое нагнетается насосом и по трубам подается к цилиндрам или гидромоторам.
  • Гидродинамический. Энергия передается при помощи турботрансформатора или турбомуфты. Обычно сочетается с механическим. Обеспечивает автоматическое плавное регулирование движения механизмов, в зависимости от рабочей нагрузки.
  • Электрический. Сочетается с механическим (дизель-электрический). Машинист может выполнять совмещенные движения рабочих органов, управлять скоростью перемещения стрелы или ковша согласно нагрузке.
  • Смешанный – из двух видов.

Типы привода пп. 2-4 указываются в названии экскаватора.

Ковши

В разговоре о технических характеристиках экскаваторов особое внимание должно уделяться ковшам – их разновидностям и применению. На машинах данного типа используются:

  • Основной и сменные ковши.
  • Специальные ковши.
  • Драглайн.
  • Грейфер.

По объему экскаваторные ковши делятся на:

  1. Особо легкие: до 0,1 м3
  2. Легкие: 0,15 – 0,6 м3
  3. Средние: 0,65 – 1,6 м3
  4. Тяжелые: 1,6 – 4,0 м3
  5. Особо тяжелые: 4,0 – 10,0 м3

Основной или стандартный ковш – универсальный. Он рассчитан на выполнение различных работ на легких и средних грунтах. Объем зависит от класса машины.

Со стрелой «прямая лопата» такой ковш разрабатывает породу выше опорной поверхности экскаватора. «Обратная лопата» — ниже. Сменные ковши аналогичной конструкции рассчитаны на больший или меньший объем материала.
Специальные ковши предназначены для выполнения определенных работ:

  • Усиленный – для твердых пород.
  • Скальный – с хорошо защищенной поверхностью.
  • Рыхлитель – со ступенчатым расположением зубьев.
  • Однозубый рыхлитель – для корчевания.
  • Планировочный – способен наклоняться в любую сторону.
  • Решетчатый (скелетный) – для погрузки сыпучих материалов. Может разделять породу на фракции.
  • Погрузочный. Тоже для сыпучих, но облегченной конструкции и с увеличенным объемом.
  • Траншейный – износостойкий, с прочными боковыми пластинами.
  • Профильный (трапециевидный) – для копания каналов.
  • Зачистной. Облегченный, с отверстиями для стока воды.

Первые два вида часто тоже считают основными. Драглайном называется модель экскаватора со специфичным ковшом, который подвешен на тали в виде системы подвижных и неподвижных блоков и канатов (полиспаст). Подобный механизм дает выигрыш в силе или в скорости. Кроме него, имеются подъемная и тяговая лебедки, ковш и стрела. Применяется чаще всего в мелиоративном и гидравлическом строительстве, на карьерных вскрышных работах, при больших объемах грунта.
Грейферный ковш – это челюстной захват для сыпучих и мелкокусковых материалов. Он опускается на тросе (при необходимости – свободно сбрасывается) сверху и углубляется в грунт. Челюсти смыкаются, захватывая породу, после чего ковш поднимается. Применяется для разработки грунтов, как выше, так и ниже опорной поверхности. А также на погрузочно-разгрузочных работах, для рытья котлованов, очистки каналов и т.п.

Какие работы выполняют экскаваторы

Сайт инженера-проектировщика

Свежие записи

Экскаваторы одноковшовые

Одноковшовые экскаваторы. Описание.

Экскаваторы — это землеройные машины для разработки грунта и перемещения его в отвал или к транспортным средствам. По характеру работы различают экскаваторы циклического(одноковшовые) и непрерывного действия (многоковшовые). Все операции (копание, транспортировки грунта, разгрузка, возврат ковша в забой) экскаваторы одноковшовые выполняют последовательно, а многоковшевые — одновременно, когда один или несколько ковшей копают, вторые — транспортируют , третьи — разгружают, четвертые — движутся в забой.

Экскаваторы циклического действия универсальны, они оборудованы большим количеством сменных рабочих органов с большими технологическими возможностями, широким диапазоном различных видов выполняемых работ. Экскаваторы непрерывного действия предназначены для выполнения больших объемов однотипных работ. Они производительные и менее металлоемкие.

Экскаваторы циклического действия (одноковшовые) по назначению:

строительные — для земляных работ, погрузки и разгрузки сыпучих материалов;

строительно-карьерные — сочетают функции строительных и карьерных экскаваторов;

карьерные — для получения строительных материалов и полезных ископаемых открытым способом;

туннельные и шахтные — для работы под землей при строительстве подземных сооружений и добыча полезных ископаемых.

Одноковшовые экскаваторы с одним или несколькими видами рабочего оборудования называют специальными или универсальными. Карьерные экскаваторы имеют одинаковую базовую машину и отличаются размерами рабочего оборудования. Шахтные и туннельные экскаваторы характеризуются меньшими габаритными размерами ковшей, поэтому их используют в тесных условиях.

Строительные экскаваторы с ковшами вместимостью от 0,15 до 4 м3, они разрабатывают грунты I — IV категорий. Строительные экскаваторы — универсальные машины, которые имеют различные виды сменного рабочего оборудования. Выды оборудования: землеройное оборудование, оборудование для погрузочно-разгрузочных работ; оборудование для монтажных, свайных и планировочных работ.

Марки экскаватора обозначаются буквами ЭО, четырьмя цифрами и двумя буквами (последних цифр может не быть). Буквы ЭО характеризует экскаватор как одноковшовый универсальный. Четыре основные цифры означают: соразмерную группу машины, тип ходового оборудования, конструктивное исполнение рабочего оборудования и порядковый номер модели. Восемь размерных групп экскаваторов обозначаются цифрами от 1 до 8. Цифра 1 соответствует вместимости основного ковша 0,15 м 3 ; 2 — 0,25 м 3 ; 3 — 0,4 м 3 ; 4 — 0,65 м 3 ; 5 — 0,25 м 3 ; 6 -1,6 м 3 ; 7 — 2,5 м 3 ; 8 — 4,0 м 3 . Размер экскаватора характеризует масса машины, мощность основного двигателя и геометрическая емкость основного ковша.

Основным рабочим органом является ковш, которым экскаватор может разрабатывать грунты I — IV категории. Основными рабочими параметрами при выборе экскаваторов являются глубина и радиус копания, радиус и высота разгрузки и тому подобное.

В стандартах на экскаваторы для каждой размерной группы часто приводят несколько размеров ковша — основного и переменных повышенной емкости. Тип ходового оборудования экскаваторов указывают цифрами от 1 до 9.

1 — гусеничное ходовое оборудование;

2 — гусеничное расширенное;

4 — специальное шасси грузового автомобиля;

6 — шасси серийного трактора;

7 — прицепное ходовое оборудование;

Конструктивное изготовление рабочего оборудования обозначают цифрами:

1 — с гибкой подвеской

2 — с жесткой повеской

Последняя цифра индекса означает порядковый номер модели экскаватора. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т.д.) — порядковая модернизация данной машины, последующие — вид специального климатического изготовления (ХЛ — для севера, Т — для тропиков; ТВ — для работ во влажных тропиках) . Например, индекс ЭО-3322 А расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, третьей размерной группы, на пневмоколесном ходовом оборудовании, с жесткой подвеской рабочего оборудования, вторая модель, прошла первую модернизацию. Экскаватор оборудуют основным ковшом вместимостью 0,4 м3, который соответствует третьей размерной группе, и переменным — вместимостью 0,65 м3.

Экскаваторы конструктивно выполнены с гибкой (канатно-блочная система управления рабочим оборудованием) и жесткой (гидравлическая система) подвеской рабочего оборудования, они имеют соответственно механический и гидравлический приводы всех механизмов. Жесткая подвеска позволяет полнее использовать массу экскаваторов для реализации всех усилий на зубцах ковша, что обеспечивает высокую производительность.

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием изготавливают с гидравлическим приводом. Они универсальны, но малопродуктивные и имеют высокую стоимость. Чаще их изготавливают полноповоротными — угол поворота поворотной части в плане не ограничен.

Экскаваторы с механическим приводом, конструктивные схемы, назначения

Экскаваторы с механическим приводом преимущественно изготавливают по одномоторный схеме. Конструктивная схема одноковшового экскаватора приведена на рис. 1.1, а.

Ходовое устройство 1 – гусеничный тип, обеспечивает реверсивное передвижения экскаватора. На раме ходового размещено опорно-поворотное устройство 2 и механизм поворота. На первом смонтирована поворотная платформа 14. На поворотной платформе закреплен двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 4, противовес 3, многобарабанная лебедка, механизмы привода и управления. Сверху все это закрыто кузовом, в передней части поворотной платформы установлено рабочее оборудование. Основными его видами в механических (канатно-блочных) экскаваторов являются: «прямая», «обратная» лопаты; драглайн; грейфер; крановое оборудование.

Кроме того, экскаватор можно оснащать оборудованием для планирования насыпей и площадок, рыхление мерзлых и скальных грунтов, погружение свай.

Рабочее оборудование — «прямая лопата» имеет стрелу 12 (рис. 1.1, б), шарнирно закрепленную на поворотной платформе. У экскаваторов 2-й и 3-й размерных групп рукоятка 17 прикреплена к стреле шарнирно. У больших типоразмеров она чаще соединена со стрелой через седельный подшипник, который позволяет поворачивать рукоятку относительно стрелы и перемещать вдоль оси (напор). Для этого случая есть специальный напорный механизм 13.

К рукоятке неподвижно присоединен ковш 9 с днищем 10, который открывается. Угол наклона стрелы можно изменить с помощью стрелового полиспаста 5, канат которого наматывается на стреловой барабан 6. Подъем и опускание ковша осуществляется с помощью подъемного полиспаста 7, канат с которого наматывается на барабан 15.

Напорные механизмы изготавливают с канатным или зубчато-реечным приводом перемещения. Схему напорного механизма с канатным приводом и однобалочной рукояткой приведена на рис. 1.1, б, стрела двухбалочного. Канат, свисающий с подъемного барабана 15 охватывает блок 6, установленный на верхней части стрелы, уравновешивающий блок 8, который расположен на ковши 9, и блок б. Второй конец этого каната закреплен на барабане 17 напорной лебедки. Барабан установлен на оси стрелы и приводится в движение цепной передачей 18. На барабане 17 закреплен конц каната 19, который охватывает оба блока 20, которые расположены на оси седельного подшипника, и уравновешивающих блок 21 на рукоятке.

При вращении барабана 17 по часовой стрелке канатом 19 и против нее — канатом 22 рукоятка соответственно выдвигается и убирается, происходит независимый от работы механизма подъем ковша.

Рис. 1.1 — Одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием «прямая лопата»:

a — конструктивная схема; б, в — схемы напорных механизмов; г — схема открывания днища ковша; 1 — ходовое устройство, 2 — опорно-поворотное устройство; 3 — противовес; 4 — двигатель внутреннего сгорания; 5, 7 — стреловой и подъемный полиспасты; 6 — обводные блоки стрелы; 8, 21 — уравновешивающие блоки подъемного механизма и рукоятки; 9 — ковш; 10 — днище ковша; 11 — рукоятка; 12 — стрела; 13 — напорный механизм; 14 — поворотная платформа; 15, 16 — подъемный и стреловой барабаны; 17 — барабан напорной лебедки; 18, 24 — цепные передачи; 19, 22 — канаты в выдвижения и возвращения рукоятки; 20 — обводные блоки напорного механизма; 23, 25 — валы; 26 — шестерня; 27 — балка рукоятки; 28, 31 — блоки; 29 — рычаг; 30 — пневмоцилиндр; 32 — вспомогательный канат открывания днища ковша; 33 — задвижка

При выключенной цепной передаче и вращении барабана 15 поднимается ковш. За счет усилий, возникающих при копании, второй конец подъемного каната возвращает барабан 17 и обеспечивает автоматическое выдвижение рукоятки. При этом достигается плавная работа подъемного и напорного механизмов и легкость управления перемещениями ковша.

Практика показала, что напорное перемещение, создается, но не обеспечивает копание грунта при оптимальном угле резки, поэтому используется комбинированный напор, который реализуется при вращении барабана 17 и периодическом включении барабана 15. Копание, которое выполнялось в основном по схеме зависимого напора, происходит с меньшими убыточными усилиями и затратами мощности, холостые движения осуществляются с помощью независимого напора, обеспечивает их скорость и четкость.

Экскаватор с оборудованием «прямая лопата» предназначен для разработки грунта выше уровня стоянки. Часто, чтобы подготовить забой, такой экскаватор может копать грунт несколько ниже уровня строянки.

Экскаватор с оборудованием «обратная лопата» (рис. 1.2) разрабатывает грунты ниже уровня стоянки. Разгрузка можно осуществлять в отвал или транспорт, однако последний процесс несколько сложнее.

Рабочее оборудование имеет шарнирное закрепленную на поворотной платформе стрелу 7. Стрела шарнирно соединена с рукояткой 5 и с ковшом 6. Лебедка и барабаны 1 и 3, на которые наматываются подъемный 2 и тяговый 4 канаты. Когда один из барабанов замедляется, а на втором происходит намотка или сматывание каната, стрела и рукоятка возвращаются одновременно. Копание происходит за счет поворота рукоятки. В конце копания ковш с почвой подтягивается к стреле, поднимается вверх путем поворота рукоятки и производится разгрузка ковша. Затем рабочее оборудование возвращается и цикл восстанавливается.

Экскаватор-драглайн (рис. 1.3) разрабатывает грунты ниже уровня стоянки и даже под водой. Его используют для устройства глубоких выемок, но глубина копания ограничена канатоемкостью барабана.

Драглайн оборудуют стрелой 3, шарнирно закрепленной на поворотной платформе. Стрела удерживается и возвращается с помощью барабана 1 и каната 2. Ковш 5 драглайна оснащен аркой и подвешен на подъемном 4 и тяговом 7 канатах, которые наматываются на барабаны 10 и 8. Канаты закрепляются на ковше цепями. Тяговый канат проходит через систему направляющих блоков 9. На подъемном канате закреплено блок, который охватывается разгрузочным канатом 6, один конец которого закреплен на арке ковша 5, а второй — на тяговом канате.

Рис 1.2 — Одноковшовый экскаватор с оборудованием «обратная лопата»:

1 — подъемный барабан и лебедки; 2 — подъемный канат; 3 — тяговый барабан лебедки; 5 — тяговый канат; 5 — рукоятка; 6 — ковш; 7 — стрела

Рис. 1.3 — Одноковшовый экскаватор с оборудованием драглайн:

а — конструктивная схема; б — схема подвески ковша; 1 — стреловой бара-

бан и лебедки; 2 — канат подъема стрелы; 3 — стрела; 4, 6 — канаты; 5 — ковш; 7 — тяговый канат; 8 – тяговая лебедка; 9 — система направляющих блоков; 10 — подъемный барабан.

Во время работы, наматывая на барабан подъемного каната, поднимают ковш вверх, а барабан тягового каната тормозится. В верхнем положении при расторможенности барабана тягового каната ковш подобно маятнику отклоняется от стрелы. Когда подъемный и тяговый барабаны расторможены увеличвается радиус копания. При опускании ковша, он ударяется аркой и перекидывается на днище. При намотке тягового каната на барабан ковш драглайна передвигается по грунту, в результате чего происходит копание, вроде ковша скрепера. Эту операцию выполняют сверху вниз, однако, можно и в горизонтальной плоскости.

Когда ковш наполняется грунтом, его поднимают, наматывая подъемный канат на барабан и притормаживая тяговый барабан.

При этом натягиваются тяговый и разгрузочный канаты, защищает ковш от опрокидывания и его разгрузки. Разгрузка ковша происходит путем его поворота при расторможенности тягового барабана.

Грейферное экскаваторное оборудования используют для копания колодцев с вертикальными стенками и для разработки глубоких выемок. Для этого в механическом экскаваторе устанавливают канатный грейфер, углубление ковша в грунт происходит под действием его массы. Поэтому такое оборудование часто используют при загрузке сыпучих материалов.