Лекція 11. Екскаватори

Екскаватор-грейфер (рис. 25.8) повинен мати лебідки з трьома барабанами: один для каната підйому стріли, другий – для підйомного і третій – для каната закривання.

Ківш 8 складається з двох чи більше щелеп, зєднаних шарнірно на нижній головці 7. До щелеп шарнірно закріплені жорсткі тяги 5, які також шарнірно зєднуються не верхній головці 4. Ківш підвішений на підйомному канаті 3, що йде до підйомного барабана 9. На тяговому барабані 1 знаходиться канат закривання 2, що огинає блок 6 і закріплюється до верхньої головки 4.

Робочий цикл екскаватора-грейфера здійснюється наступним чином: ківш 8 опускається в розкритому положенні на ґрунт ослабленням канатів 2 і 3 (положення А); ківш наповнюється закриванням щелеп натягом каната 2 (положення Б); ківш піднімається одночасним намотуванням на барабан 9 підйомного каната 3 і на барабан 1 каната закривання 2. Платформа екскаватора повертається до місця розвантаження і ківш розвантажується при опусканні каната закривання та пригальмовуванні підйомного каната; щелепи розкриваються під вагою ґрунту і власною (положення В); екскаватор повертається у вихідне положення.

Схеми роботи одно- та двоканатного грейферів подані на рис. 25.9, 25.10.

Одноковшові екскаватори з гідравлічним приводом

Одноковшові екскаватори з гідравлічним приводом являють собою багатомоторні повно- і неповноповоротні машини із жорсткою підвіскою робочого обладнання, в яких для передачі потужності від двигуна до робочих механізмів застосовують гідравлічний об’ємний привід.

У порівнянні з механічними, гідравлічні екскаватори мають ширшу номенклатуру змінних робочих органів, кількість яких постійно зростає, більшу кількість основних і допоміжних рухів робочого обладнання, що значно розширює їх технологічні можливості і забезпечує високий рівень механізації земляних робіт, особливо у тісних умовах.

Гідропривід дозволяє значно спростити кінематику трансмісії і робочого обладнання, розширити номенклатуру змінного робочого обладнання, зменшити габарити машини, раціонально суміщати робочі операції, максимально використовувати потужність силової установки, підвищити мобільність і універсальність машини і покращити якість виконуваних робіт, надавати змінним робочим органам рухи, що дозволяють виконувати земляні роботи у важкодоступних місцях; забезпечити плавність руху і точну орієнтацію робочого органа, реалізовувати більші (у 1,5…2 рази) зусилля копання, підвищити продуктивність машин в середньому на 30…35 %, покращити умови праці машиніста.

До основних видів змінного робочого обладнання відносяться пряма і зворотна лопата, грейфер і навантажувач. Для розробки мерзлих ґрунтів широко застосовуються розрихлювачі, захватно-кліщове обладнання та гідравлічні молоти.

На гідравлічних екскаваторах зворотна лопата – один з основних видів змінного робочого обладнання. Пряма лопата гідравлічних екскаваторів також знаходить широке застосування, особливо на екскаваторах 4 – ї розмірної групи і на машинах більшої потужності.

Розрізняють гідравлічні екскаватори з шарнірно-важільним (рис. 25.13) і телескопічним (рис. 25.14) робочим обладнанням, для утримування і приведення в дію якого застосовують жорсткі зв’язки – гідравлічні циліндри.

Основними робочими рухами шарнірно-важільного обладнання є зміна кута нахилу стріли, поворот ручки з ковшем відносно стріли і поворот ковша відносно ручки, телескопічного – висування-втягування телескопічної стріли.

Траншейні екскаватори

Траншейні екскаватори застосовують на будівництві лінійних підземних комунікацій відкритим способом для викопування траншей прямокутного і трапецієподібного профілю під газо-, нафто-, водо- і продуктопроводи, каналізаційні і теплофікаційні системи, а також викопування траншей під видовжені стрічкові фундаменти будівель та споруд.

Вони являють собою самохідні землерийні машини неперервної дії з багатоковшовим чи безковшовим (скребковим) робочим органом, які при своєму поступальному русі розробляють позаду себе за один прохід траншею певної глибини, ширини і профілю з одночасним транспортуванням ґрунту на сторону від траншеї.

Продуктивність траншейних екскаваторів у 2…2,5 рази вища, ніж у одноковшових машин, при одночасній вищій якості робіт і менших енергозатратах на 1 м³ розробленого ґрунту. Крім того вони здатні ефективно розробляти як немерзлі, так і мерзлі ґрунти. Основним параметром екскаваторів є номінальна глибина викопування траншеї.

Кожен траншейний екскаватор складається із трьох основних частин:

1. Базового пневмоколісного чи гусеничного тягача, який забезпечує поступальних рух (подачу) машини.

2. Робочого обладнання, що містить робочий орган для копання траншей і поперечний (до поздовжньої осі руху машини) відвантажувальний пристрій для відведення розробленого ґрунту в сторону чи транспортні засоби.

3. Допоміжного обладнання для підйому і опускання робочого органу і відвантажувального пристрою.

Класифікація

Траншейні екскаватори класифікують за наступними основними ознаками:

За типом робочого органа:

-         ланцюгові (ЕТЦ);

-         роторні.

За способом з’єднування робочого обладнання з базовим тягачем:

-         з начіпним робочим обладнанням;

-         з напівпричіпним робочим обладнанням.

За типом ходового пристрою базового тягача:

-         гусеничні;

-         пневмоколісні.

За типом приводу:

-         з механічним;

-         з гідравлічним;

-        

електричним;

-         комбінованим приводом.

Робочим органом ланцюгових екскаваторів є однорядний чи дворядний вільно звисаючий нескінченний ланцюг, що огинає похилу раму 7, несучи на собі ковші чи скребки.

Робочим органом роторних екскаваторів є жорсткий ротор (колесо) з ковшами чи скребками, який обертається на роликах рами.

Ширина викопуваних робочими органами ЭТЦ та ЭТР траншей прямокутного профілю залежить від ширини ковша чи скребка і розміщення на них ріжучих елементів. На один і той же тягач можуть бути начіплені змінні робочі органи із різною шириною і кількістю ковшів для викопування траншей із різноманітними параметрами профілю.

Для отримання траншей трапецієподібного профілю робочі органи ЕТЦ і ЕТР обладнують активними і пасивними відкосоутворювачами.

Товщина стружки, відділеної ланцюговим робочим органом, практично постійна на свій висоті забою. Роторний робочий орган відділяє стружку змінної товщини, яка досягає максимального значення на рівні осі обертання ротора. Швидкість руху копання робочого органа і швидкість пересування машини підбирають такими, щоб незалежно від глибини траншеї забезпечувалось 100 %-ве наповнення ковшів. Робоча швидкість руху екскаваторів безступенево регулюється в широкому діапазоні в залежності від умов роботи, фізико-механічних властивостей ґрунту і складає 5...800 м/год. У ланцюгових машин і 10...500 м/год. – у роторних.

Для цього трансмісії ходових пристроїв обладнують гідромеханічними ходозменшувачами. Швидкість робочого органа ланцюгових машин не перевищує 2,4 м/с, в роторних – 2,0 м/с.

На обох типах машин застосовують гравітаційний спосіб розвантаження під дією власної ваги ґрунту. Розвантаження відділеного від масиву ґрунту виконується у дволанцюгових екскаваторів на поперечний стрічковий транспортер 3 (рис. 25.16) при повороті ковшів 6 чи скребків відносно привідних зірочок 4.

У роторних екскаваторів (рис. 25.17) ґрунт з ковшів 1 розвантажується при досягненні ними крайнього верхнього положення над поперечним стрічковим конвеєром 2, розташованим всередині ротора 3. Завчасному висипанню ґрунту з ковшів у внутрішню порожнину ротора при їх підйомі запобігає передній донний щит 4. Стрічкові конвеєри ЭТЦ та ЭТР відкидають ґрунт направо або наліво паралельно траншеї у відвал чи транспортні засоби. Як правило, конвеєри мають криволінійну форму, що разом з досить великою швидкістю стрічки (3,5...5,0 м/с) забезпечує необхідну висоту підйому і віддаль викидання ґрунту.

Контрольні запитання:

1.     Призначення будова і робочий цикл екскаватора-грейфера.

2.     Призначення, класифікація, загальна будова та індексація траншейних екскаваторів.

3.     Будова, основні параметри і робочий цикл ланцюгових екскаваторів.

4.     Будова, основні параметри і робочий цикл роторних екскаваторів.