Роторные траншейные экскаваторы: Роторный траншейный экскаватор — Википедия – Виды, преимущества и особенности траншейных экскаваторов

Многоковшовый экскаватор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Многоковшо́вый экскава́тор — экскаватор непрерывного действия с ковшовым рабочим органом. Ковши многоковшового экскаватора закреплены на бесконечной цепи (или цепях), ленте или роторе. Усилие копания создаётся за счёт перемещения ковшей относительно корпуса машины. По сравнению с одноковшовыми экскаваторами характеризуются большей производительностью, но менее универсальны. Применяются для выполнения больших объёмов земляных работ в дорожном, мелиоративном и гидротехническом строительстве, для разработки траншей при прокладке трубопроводов и кабельных линий, в военном деле для рытья окопов, для добычи полезных ископаемых, при проведении дноуглубительных работ на водоёмах^[1][2].

Классификация многоковшовых экскаваторов[править | править код]

В зависимости от направления движения режущей кромки ковша по отношению к направлению движения машины различают экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания.

Экскаваторы продольного копания[править | править код]

У экскаваторов продольного копания направление движения режущей кромки ковша совпадает с направлением движения машины. Применяются для разработки узких траншей.

Экскаваторы поперечного копания[править | править код]

Цепной экскаватор поперечного копания

У экскаваторов поперечного копания направление движения режущей кромки ковша перпендикулярно направлению движения машины. Применяются для разработки котлованов, копания каналов, добычи полезных ископаемых.

Экскаваторы радиального копания[править | править код]

Перемещение рабочих органов производится поворотной телескопической стрелой.

В зависимости от способа закрепления ковшей различают цепные и роторные экскаваторы:

Цепные экскаваторы[править | править код]

Ковши закреплены на бесконечной цепи или цепях. Отвал грунта производится непосредственно из ковшей. Форма направляющей цепи обычно задаёт профиль копания.

Роторные экскаваторы[править | править код]

Роторный экскаватор радиального копания

Ковши закреплены на жестком роторе. Отвал грунта может производиться как непосредственно из ковшей, так и посредством транспортера.

1. ↑ З. Е. Гарбузов, В. М. Донской. Экскаваторы непрерывного действия. — Москва: «Высшая школа», 1987. — 288 с.
2. ↑ А. А. Изаксон, В. М. Донской, А. И. Филатов. Справочник молодого машиниста экскаватора. — Москва: «Высшая школа», 1979. — 272 с.

15.2. Роторные траншейные экскаваторы

Рабочее оборудование роторного траншейного экскаватора со­стоит из рабочего колеса — ротора 6,установленного на поддер­живающих 5и направляющих 11роликах рабочей рамы 14,закреп­ленной на раме обечайки 13,ножевых откосников 12,зачистного щита 10,задней опоры 9и отвального конвейера 4(рис. 15.2, а). Несущими элементами ротора служат два кольца 20(рис. 15.2, б), расположенные в параллельных плоскостях, с закрепленными по периферии ковшами. На широких роторах ковши устанавливают в два ряда со смещением одного ряда относительно другого на половину шага ковшей, обеспечивая этим более равномерную нагрузку на ротор при копании грунта. Ковш состоит из арки 19 г установленными в ее передней части зубьями или без них и цнища 18из переплетенных в двух направлениях цепей. Ковши открыты в лобовой части для поступления в них грунта и с внут­ренней стороны для разгрузки.

Все операции рабочего процесса ротора выполняются при его непрерывном вращении в сочетании с поступательным движени- гм тягача. При движении ковшей по забою снизу вверх они разра­батывают грунт и заполняются им. От просыпания грунта внутрь ротора предохраняет неподвижно установленная на рабочей раме обечайка

5(рис. 15.2, в)с верхним краем в начале зоны разгруз­ки. По достижении ковшами этой зоны грунт разгружается в открывшуюся внутреннюю полость ротора на отвальный конвей- гр 4,а далее последним — в бруствер с одной стороны траншеи (рис. 15.2, г).Цепные днища ковшей, благодаря подвижности цеп­ных звеньев от собственного веса, способствуют более полному опорожнению ковшей.

Рис. 15.2. Траншейный роторный экскаватор:

а — общий вид; б

— ротор; в — схема переноса грунта ковшами и их разгрузки; г — схема работы отвального конвейера; д — схема расстановки зубьев на ковшах

Для эффективной разработки грунта зубья на ковшах устанав­ливают по схеме (рис. 15.2, д),реализующей метод «крупного ско­ла», заключающийся в том, что в пределах каждой из двух или трех одинаковых групп последовательно расположенных на рото­ре ковшей каждый зуб 21перемещается по своей полосе, следуя за зубом предшествующей группы в той же полосе. Так, при двух- групповой расстановке, реализуемой в конструкциях отечествен­ных траншейных роторных экскаваторов, и при 14-ковшовом ро­торе по следу зубьев 1-го ковша перемещаются лишь зубья 8-го ковша, по следу 2-го — зубья 9-го ковша и т.д. По ширине пере­дней кромки зубья расставлены примерно с одинаковым шагом. Для повышения износостойкости зубьев их передние грани уп­рочнены износостойкими наплавками или напайками из вольф- рамокобальтовых пластин состава ВК15, по твердости соизмери­мых с оксидом кремния, входящего в состав большинства фунтов.

Ножевые откосники 12(см. рис. 15.2, а)устанавливают с двух сторон ротора наклонно в продольном и поперечном направле­ниях, закрепляя их неподвижно на кронштейнах рамы. При дви­жении экскаватора они отделяют грунт в зоне откосов от массива (см. рис. 15.2,

г),гдеон обрушивается вниз, захватывается ковша­ми и выносится на разгрузку вместе с грунтом, отделяемым от массива в лобовой части забоя.

Отвальные ленточные конвейеры имеют два конструктивных варианта: с цилиндрической поверхностью рабочей ветви кон­вейерной ленты — криволинейные, устанавливаемые на малых мо­делях экскаваторов, и двухсекционные(см. рис. 15.2, г), составлен­ные из двух прямых секций, из которых одна — горизонтальная — является приемной, а вторая — наклонная — отвальной. Послед­няя устанавливается под требуемым углом к приемной секции с помощью гидроцилиндра. Двухсекционные конвейеры устанавли­вают на средних и тяжелых экскаваторах. При переводе экскавато­ра в транспортное положение криволинейный конвейер устанав­ливают симметрично продольной оси экскаватора, а отвальную секцию двухсекционного конвейера откидывают вниз, уменьшая этим габаритную ширину рабочего оборудования. Скорость дви­жения конвейерной ленты не превышает 5 м/с.

Установленный в задней части рабочей рамы зачистной щит 10 (см. рис. 15.2, а)служит для профилирования дна траншеи путем срезания фебней, образованных смежными зубьями, и зачистки фаншеи от осыпавшегося фунта из неполностью разфуженных возвращающихся в забой ковшей. Обычно его соединяют с задней опорой в виде сдвоенного колеса или лыжи. Для частичной раз- фузки задней опоры при разработке тяжелых, включая мерзлые, Фунтов тяжелые модели роторных траншейных экскаваторов до­полнительно оборудуют лыжами

8,управляемыми гидроцилинд­рами 7, или колесными опорами с каждой стороны рабочей рамы с опиранием их на бровки траншеи.

Для соединения рабочего оборудования с тягачом используют сцепное устройство в виде ползунов, перемещающихся по направ­ляющим, установленным на тягаче, либо в виде плоского коленча- то-рычажного механизма 15с опорно-поворотным устройством 16 или без него. Для установки рабочего оборудования на фебуемую глубину траншеи, а также для его перевода из рабочего I положе­ния в транспортное

IIи наоборот используют гидравлические ци­линдры 1 и 3. Опорно-поворотное усфойство позволяет экскавато­ру работать на закруглениях без заклинивания ротора в траншее, а также при поворотных движениях экскаватора с полуприцепным рабочим оборудованием в транспортном положении.

Роторные траншейные экскаваторы оборудуют автономной ди­зельной силовой установкой 17.Для передачи движения исполни­тельным механизмам (ходовому устройству, ротору, отвальному конвейеру и вспомогательным устройствам для подъема рабочего оборудования и отвальной секции двухсекционного конвейера, установки дополнительных опор) применяют механические, гид­ромеханические и электрические трансмиссии. Для передвижения на транспортных скоростях обычно используют многоскоростную реверсивную коробку передач базового трактора, а для передви­жения на рабочих скоростях к ней подключают ходоуменьшитель, работающий как понижающий редуктор. В гидромеханическом ва­рианте ходовое устройство в рабочем режиме приводится в дви­жение гидромотором, питаемым рабочей жидкостью от регулиру­емого насоса. Эта схема обеспечивает бесступенчатое регулирова­ние скоростей в нескольких диапазонах при совместной работе коробки передач и ходоуменьшителя и позволяет выбирать раци­ональные скоростные режимы в зависимости от категории разра­батываемых грунтов.

Ротор приводится в движение через механическую трансмис­сию на тягаче, две двухступенчатые цепные передачи 2и две от­крытые зубчатые пары шестерня — зубчатый венец ротора с каж­дой стороны последнего. Движение отвальному конвейеру переда­ется от приводного вала ротора через систему цепных передач. Применяется также индивидуальный привод ротора и отвального конвейера от электродвигателей, питаемых электроэнергией от приводимого дизелем генератора переменного тока. Для привода вспомогательных механизмов используют обычно объемный гид­ропривод с нерегулируемыми насосами.

Техническая производительность роторного экскаватора обес­печивается ковшами zвместимостью q(м³) каждого и частотой вращения ротора п (об/мин) в соответствии с зависимостью П_т== 60qznkn/kp.Коэффициент наполнения ковшей = 0,8…0,9 (меньшие значения для мелкофракционных сыпучих, а также лип­ких грунтов, большие — для сыпучих кусковатых грунтов). Коэф­фициент разрыхления фунта приведен в табл. 13.1.

Цепные траншейные экскаваторы

У цепных экскаваторов (рис.140,а) отвальный конвейер 4 расположен на тягаче 1, а рабочее оборудование 7 соединено с тягачом по навесной схеме с помощью тяг 3 и 5 и может быть установлено в транспортное или рабочее положение на требуемую глубину траншеи гидроцилиндром 2 Рабочее оборудование состоит из рамы, двух ведущих звездочек или приводного граненого барабана, устанавливаемых в верхней части рамы, двух натяжных колес в ее нижней части и огибающей их и опирающейся на ролики замкнутой длиннозвенной цепи, на которой с определенным постоянным шагом закреплены ковши или заменяющие их рабочие органы.

В последнее время в качестве рабочих органов используют комбинированные рабочие элементы (рис.140,б), состоящие из скребков 10 и установленных на арках 8 зубьев 9. Скребок выносит из траншеи отделенный от массива впереди идущими зубьями грунт, а зубья разрабатывают очередную стружку для ее выноса следующим за ними скребком. В пределах траншеи выносимый из нее грунт блокирован от просыпания лобовой и боковыми стенками, а по выходе из траншеи он перемещается в лотке 6 (рис.140,а), из которого отсыпается на отвальный конвейер. Комбинированные рабочие органы более эффективны по сравнению с применявшимися прежде ковшами, склонными к залипанию.

Рис.140. Цепной траншейный экскаватор

Для разработки узких траншей применяют скребковые экскаваторы (рис.141,а) на базе пневмоколесных тракторов, рабочее оборудование которых 2 включает приводную 6 (рис.141,б) и натяжную 10 звездочки, огибающую их цепь 9 с закрепленными на ней резцами 8 и скребками 7 и приводимый скребковой цепью

Рис.141. Скребковый экскаватор на базе пневмоколесного трактора: а— общий вид;б— рабочее оборудование;в— схема образования брустверов

через звездочку 4 винтовой конвейер 5 с двумя шнеками противоположной направленности. Резцы установлены попарно — первым следует узкий резец, оставляющий после себя узкую прорезь, за ним — расширяющий резец. Отделенный резцами от массива грунт выносится из траншеи скребком, где он отодвигается от бровок траншеи на обе ее стороны шнеком (рис.141,в). Дно траншеи защищается щитом 7 (рис.141,а). Устанавливают рабочее оборудование в рабочее или в транспортное положения гидроци-линдром 3. Рабочее оборудование обычно располагается по центру относительно колеи тягача. Известны экскаваторы с боковым расположением оборудования, а также с перемещаемым рабочим оборудованием по ширине машины, позволяющим уширять траншеи, в частности, в местах муфтовых соединений укладываемых в траншею труб для проведения монтажных работ.

Роторные экскаваторы поперечного копания

Роторные экскаваторы поперечного копания (роторные стреловые экскаваторы) применяют для разработки однородных грунтов до IV категории включительно. Их используют на вскрышных работах и карьерной добыче строительных материалов, разработке больших котлованов и других выемок в промышленном и мелиоративном строительстве, возведении насыпей, дамб, плотин, на погрузочно-разгрузочных работах на складах насыпных материалов. Мощные модели этих машин применяют также для разработки более тяжелых грунтов, открытой добычи угля и других полезных ископаемых.

Строительные дизель-электрические роторные экскаваторы (рис.142,а), изготовленные на базе одноковшовых экскаваторов 4-й и 6-й размерной группы, разрабатывают грунты выше уровня стоянки до 7,5 м и ниже этого уровня до 3,5м. Радиус копания до 11,5 м, а техническая производительность в грунтах 1-й категории достигает 550 м³/ч. По удельной энергоемкости эти машины находятся на уровне лучших экскаваторов непрерывного действия (0,22…0,24 кВт-ч/м³).

В конструкциях роторных стреловых экскаваторов, в отличие от базовых одноковшовых, сохранены ходовое 8 и опорно-поворотное устройства, частично или полностью поворотная платформа 11, на которой расположена силовая дизель-генераторная установка 12 (обычно в хвостовой части с целью ее уравновешивания), насосная станция 6, механизм поворота 10, кабина 5 с органами управления и две стойки-пилоны 7. В верхней части пилонов шарнирно закреплена стрела 2 с ротором 1 на конце и приемным ленточным конвейером 3, расположенным вдоль стрелы. Для работы на ярусах различных уровней стрела может поворачиваться в вертикальной плоскости гидроцилиндром 4. Ротор с ковшами по его периферии и тарельчатый питатель 19 (рис.142,б) для перегрузки грунта на приемный конвейер приводятся во вращение электродвигателем 17 (рис.142,а) через систему карданных валов и зубчатых

Рис.142. Роторный экскаватор поперечного копания

Рис.143. Схемы разработки забоя роторным экскаватором

передач, а приемный конвейер — мотор-барабаном 16 со встроенными в него электродвигателем и редуктором. Отвальный конвейер 13 опирается на центрально установленный подпятник 9 и может поворачиваться относительно него в плане посредством индивидуального электропривода. Вертикальное положение отвального конвейера регулируют гидроцилиндром 15. Приводится отвальный конвейер мотор-барабаном 14 на его дальнем конце.

При разработке грунта верхним копанием (выше уровня стоянки) существует несколько технологических схем, по одной из которых машину располагают перед забоем на расстоянии вылета стрелы. Отвальный конвейер устанавливают по высоте и в плане в положение разгрузки (в отвал или в транспортное средство). Вертикальным перемещением стрелы при вращающемся роторе или перемещением всего экскаватора на забой при фиксированной стреле ротор заглубляют в грунт на высоту яруса 1 (рис.143). Фиксируя в этом положении стрелу одновременным поворотом платформы и вращением ротора при движении ковшей снизу вверх разрабатывают грунт, отделяя его от массива и вынося ковшами вверх, разгружают грунт на тарельчатый питатель 19 (рис.142,б) в виде наклонного вращающегося диска. С помощью скребка 20 грунт ссыпается с питателя на приемный конвейер, транспортируется к центральной части платформы и перегружается на отвальный конвейер, которым выносится и разгружается в транспортное средство или в отвал.

В конце поворотного перемещения платформы, ограниченного шириной захватки забоя, ротор со стрелой опускают до уровня следующего яруса 2 (рис.143) и реверсивным движением поворотной платформы при прежнем вращении ротора повторяют экскавацию грунта. После разработки последнего яруса 4, чаще всего соответствующего уровню стоянки экскаватора, машину перемещают в направлении к забою на новую стоянку и повторяют землеройный процесс (5—8).

Для работы нижним копанием ковши на роторе переставляют, поворачивая их на 180° для возможности разработки грунта вращением ротора в обратном направлении. Опустив стрелу, грунт разрабатывают по описанной выше схеме для верхнего копания. Для надежного транспортирования грунта круто наклоненным приемным конвейером используют прижимной конвейер 18 (рис.142,а), который устанавливают над приемным конвейером. Грунт перемещается между лентами двух конвейеров, рабочие ветви которых движутся в одном направлении.

15.3. Цепные траншейные экскаваторы

У цепных экскаваторов (рис. 15.3, а)отвальный конвейер 4рас­положен на тягаче 7, а рабочее оборудование 7 соединено с тяга­чом по навесной схеме с помощью тяг 3и 5и может быть установ­лено в транспортное или рабочее положение на требуемую глубину траншеи гидроцилиндром 2.Рабочее оборудование состоит из рамы, двух ведущих звездочек или приводного фаненого барабана, уста-

10 б

Рис. 15.3. Цепной траншейный экскаватор

навливаемых в верхней части рамы, двух натяжных колес в ее ниж­ней части и огибающей их и опирающейся на ролики замкнутой длиннозвенной цепи, на которой с определенным постоянным шагом закреплены ковши или заменяющие их рабочие органы.

В последнее время в качестве рабочих органов используют ком­бинированные рабочие элементы(рис. 15.3, б),состоящие из скреб­ков 10и установленных на арках 8зубьев 9.Скребок выносит из траншеи отделенный от массива впереди идущими зубьями грунт, а зубья разрабатывают очередную стружку для ее выноса следу­ющим за ними скребком. В пределах траншеи выносимый из нее грунт блокирован от просыпания лобовой и боковыми стенками, а по выходе из траншеи он перемещается в лотке 6(см. рис. 15.3, а), из которого отсыпается на отвальный конвейер. Комбинирован­ные рабочие органы более эффективны по сравнению с приме­нявшимися прежде ковшами, склонными к залипанию.

Для разработки узких траншей применяют скребковые экскава­торы (рис. 15.4, а)на базе пневмоколесных тракторов, рабочее обо­рудование которых 2включает приводную 6(рис. 15.4, б)и натяж­ную 10звездочки, огибающую их цепь 9с закрепленными на ней резцами 8и скребками 7 и приводимый скребковой цепью через звездочку 4винтовой конвейер 5 с двумя шнеками противополож­ной направленности. Резцы установлены попарно — первым следу­ет узкий резец, оставляющий после себя узкую прорезь, за ним — расширяющий резец. Отделенный резцами от массива грунт выно­сится из траншеи скребком, где он отодвигается от бровок тран­шеи на обе ее стороны шнеком (рис. 15.4, в).Дно траншеи защища-

Рис. 15.4. Скребковый экскаватор на базе пневмоколесного трактора: а — общий вид; б — рабочее оборудование; в — схема образования брустверов

ется шитом 1(см. рис. 15.4, а).Устанавливают рабочее оборудование в рабочее или в транспортное положения гидроцилиндром 3.

Рабочее оборудование обычно располагается по центру отно­сительно колеи тягача. Известны экскаваторы с боковым распо­ложением оборудования, а также с перемещаемым рабочим обо­рудованием по ширине машины, позволяющим уширять тран­шеи, в частности, в местах муфтовых соединений укладываемых в траншею труб для проведения монтажных работ.

Техническая производительность цепного экскаватора (15.1) обеспечивается ковшами или заменяющими их рабочими органа-

ми, установленными с шагом t(м), и скоростью рабочей цепи v_u(м/с) в соответствии с зависимостью

П_т= 3600ад,А„/(йр). (15.2)

Значения коэффициента наполнения к^ принимают такими, как и для роторных экскаваторов.

15.4. Роторные экскаваторы поперечного копания

Роторные экскаваторы поперечного копания, называемые также роторными стреловыми экскаваторами,применяют для разработ­ки однородных или с некрупными каменистыми включениями грунтов до IV категории включительно. Их используют на вскрыш­ных работах и карьерной добыче строительных материалов, раз­работке больших котлованов и других выемок в промышленном и мелиоративном строительстве, возведении насыпей, дамб, пло­тин, на погрузочно-разгрузочных работах на складах насыпных материалов. Мощные модели этих машин применяют также для разработки более тяжелых грунтов, открытой добычи угля и дру­гих полезных ископаемых.

Строительные дизель-электрические роторные экскаваторы(см. рис. 15.5, а),изготовленные на базе одноковшовых экскаваторов 4-й и 6-й размерной группы, разрабатывают грунты выше уровня стоянки до 7,5 м и ниже этого уровня до 3,5 м при радиусе копа­ния до 11,5 м и технической производительности в грунтах 1-й категории до 550 м³/ч. По удельной энергоемкости эти машины находятся на уровне лучших экскаваторов непрерывного действия (0,22…0,24 (кВт ч)/м³).

В конструкциях роторных стреловых экскаваторов, в отличие от базовых одноковшовых, сохранены ходовое 8и опорно-поворот­ное устройства, частично или полностью поворотная платформа 11, на которой расположена силовая дизель-генераторная установка 12

^ б

Рис. 15.5. Роторный экскаватор поперечного копания

(обычно в хвостовой части с целью ее уравновешивания), насос­ная станция 6,механизм поворота 10,кабина 5 с органами управ­ления и две стойки-пилоны 7. В верхней части пилонов шарнирно закреплена стрела 2с ротором 1 на конце и приемным ленточ­ным конвейером 3, расположенным вдоль стрелы. Для работы на ярусах различных уровней стрела может поворачиваться в верти­кальной плоскости гидроцилиндром 4.Ротор с ковшами по его периферии и тарельчатый питатель 19(см. рис. 15.5, б)для пере­грузки грунта на приемный конвейер приводятся во вращение элек­тродвигателем /7(см. рис. 15.5, а)через систему карданных валов и зубчатых передач, а приемный конвейер — мотор-барабаном 16со встроенными в него электродвигателем и редуктором. Отвальный конвейер 13опирается на центрально установленный подпятник 9 и может поворачиваться относительно него в плане посредством индивидуального электропривода. Вертикальное положение отваль­ного конвейера регулируют гидроцилиндром 15.Приводится от­вальный конвейер мотор-барабаном 14на его дальнем конце.

При разработке грунта верхним копанием(выше уровня стоян­ки) существует несколько технологических схем, по одной из ко­торых машину располагают перед забоем на расстоянии вылета стрелы. Отвальный конвейер устанавливают по высоте и в плане в положение разгрузки (в отвал или в транспортное средство). Вер­тикальным перемещением стрелы при вращающемся роторе или перемещением всего экскаватора на забой при фиксированной стреле ротор заглубляют в грунт на высоту яруса 1 (рис. 15.6). Фикси­руя в этом положении стрелу одновременным поворотом платфор­мы и вращением ротора при движении ковшей снизу вверх разра­батывают грунт, отделяя его от массива и вынося ковшами вверх, разгружают грунт на тарельчатый питатель 19(см. рис. 15.5, б)в

виде наклонного вращающегося дис­ка. С помощью скребка 20грунт ссы­пается с питателя на приемный кон­вейер, транспортируется к централь­ной части платформы и перегружа­ется на отвальный конвейер, кото­рым выносится и разгружается в транспортное средство или в отвал.

Рис. 15.6. Схемы разработки за­боя роторным экскаватором

В конце поворотного перемещения платформы, ограниченного шири­ной захватки забоя, ротор со стре­лой опускают до уровня следующе­го яруса 2 (см. рис. 15.6) и реверсив­ным движением поворотной плат­формы при прежнем вращении ро­тора повторяют экскавацию грунта. После разработки последнего яруса 4,

юще всего соответствующего уровню стоянки экскаватора, маши­ну перемещают в направлении к забою на новую стоянку и повто- эяют землеройный процесс (5—8).

Для работы нижним копаниемковши на роторе переставляют, поворачивая их на 180° для возможности разработки грунта враще­нием ротора в обратном направлен™. Опустив стрелу, грунт разра- эатывают по описанной выше схеме для верхнего копания. Для на­дежного транспортирования грунта круто наклоненным приемным сонвейером используют прижимной конвейер 18(см. рис. 15.5, а), который устанавливают над приемным конвейером. Грунт пере­мещается между лентами двух конвейеров, рабочие ветви которых движутся в одном направлении. Техническую производительность роторных экскаваторов определяют по формуле (15.1) при коэф­фициенте наполненияk^ = 0,9… 1,2.

Цепные экскаваторы поперечного копания(рис. 15.7) применя­ет для добычи строительных материалов, в основном глины в карь-

Рис. 15.7. Цепной экскаватор поперечного копания:

1 — конструктивная схема; схемы копания — нижним параллельным (6), нижним веерным (в) и верхним параллельным (г)

ерах кирпичных заводов. Их производительность достигает 45 м³/ч при глубине карьера до 8,5 м. Энергоемкость разработки грунта составляет 0,39… 1,33 (кВт-ч)/м³.

Базовая часть машины состоит из нижней рамы <?(см. рис. 15.7, а), металлоконструкций надстройки 9,рельсо-колесного ходового обо­рудования 7 и механизмов привода ковшовой цепи, ходового ус­тройства, подъема и опускания ковшовой рамы с питанием элек­тропривода от электрической сети.

В процессе работы экскаватор перемещается по рельсам вдоль разрабатываемого карьера. Рабочий орган, состоящий из П-об- разной ковшовой рамы 5, подвешенной к стойке базовой части через два полиспаста 2 м 3,ковшовой цепи 6,приводного вала со звездочками, натяжных колес 1и поддерживающих роликов 4, установлен поперек перемещения экскаватора. Выносимый из за­боя грунт разгружается в бункер или на отвальный конвейер.

Ковшовая рама состоит из четырех шарнирно сочлененных участ­ков: верхней 10 (си.рис. 15.7, б)и нижней 12рам, верхнего 11и нижнего 13планирующих звеньев. С помощью полиспастов 2 и 3 можно получить различные конфигурации ковшовой рамы, которы­ми обеспечиваются требуемые схемы как нижнего (см. рис. 15.7, б, в), так и верхнего (см. рис. 15.7, г)копания.

Техническую производительность цепных экскаваторов попе­речного копания определяют по формуле (15.2) при коэффици­енте наполнения ковшей к_н— 0,7… 1,2 (меньшие значения для плотных, большие — для слабых грунтов).

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены экскаваторы непрерывного действия? Ка­кими рабочими органами их оборудуют? Какими рабочими движениями обеспечивается разработка грунта? Какими преимуществами обладают экскаваторы непрерывного действия перед одноковшовыми? Приведите классификацию экскаваторов непрерывного действия.

2. Для чего предназначены траншейные экскаваторы? Какими рабо­чими органами их оборудуют? Что является главным параметром тран­шейного экскаватора? Как построен его индекс? Приведите примеры. На базе каких машин изготавливают траншейные экскаваторы? В чем за­ключается их переоборудование под тягач экскаватора? Какие устрой­ства применяют для отсыпки грунта в бруствер?

3. Как определяют техническую производительность траншейного экс­каватора?

4. Как устроен и как работает роторный траншейный экскаватор? Для чего днища ковшей изготавливают из цепных матов? Как и для чего зубья на ковшах расставлены по специальной схеме? Как работают но­жевые откосники? Какие типы конвейеров устанавливают на роторных траншейных экскаваторах? Для чего служит зачистной щит? Какими образом разгружают заднюю опору рабочего органа? Как соединен рабо­чий орган с тягачом? Объясните схемы привода ходового устройства, рабочего органа и отвалообразователя. Какими параметрами обеспечива­йся производительность экскаватора, как они связаны между собой?

5. Как устроен и как работает цепной траншейный экскаватор? Как устроены и как работают комбинированные рабочие элементы? Каковы IX преимущества перед ковшовыми рабочими органами? Как перемеща­ли грунт к отвалообразователю по выходе из траншеи?

6. Для чего применяют скребковые экскаваторы? Как они устроены и сак работают? Как определяют их техническую производительность?

7. Какими параметрами обеспечивается техническая производитель- гость цепного траншейного экскаватора? Как они связаны между со- Зой?

8. Для чего применяют роторные экскаваторы поперечного копания? [Сак они устроены и как работают? Как определяют их техническую про­изводительность?

9. Для чего применяют цепные экскаваторы поперечного копания? Как они устроены и как работают? Объясните технологические схемы сопания грунта цепными экскаваторами. Как определяют их техничес- сую производительность?

Глава 15. Экскаваторы непрерывного действия

15.1. Общие сведения

Экскаваторами непрерывного действияназывают землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Ра­бочий орган экскаватора непрерывного действия оборудован не­сколькими ковшами, скребками или резцами, поочередно отде­ляющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе — роторе или замкнутой цепи, располагая с определен­ным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений: относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траек­тории относительно несущей рамы и переносного — перемеще­нием рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который грунт по­ступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматиза­цию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и ха­рактеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его ра­ботой и оперативному ручному управлению в экстремальных си­туациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т. п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскавато­рами, управление рабочим процессом которых требует постоян­ного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одно­ковшовыми является более полное использование во времени ус­тановленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая произ­водительность.

Экскаваторы непрерывного действия (рис. 15.1) классифици­руют по следующим признакам:

Рис. 15.1. Виды экскаваторов непрерывного действия:

з — роторный траншейный; б — цепной траншейный; в — скребковый для узких граншей; г — фрезерный; д — роторный для засыпки траншей; е — роторный поперечного копания; ж — цепной поперечного копания

по назначениюили виду выполняемых работ — траншейные — идя рытья и засыпки траншей, карьерные— для добычи строи­тельных материалов в карьерах, строительно-карьерные —для мас­совых земляных работ в строительстве;

по типу рабочего органа — роторныеи цепные’, по способу копания — продольного,когда относительное и пе­реносное движение совершается в одной плоскости, и поперечно­го копания —в противном случае. Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др.).

Траншейными экскаватораминазывают землеройные машины непрерывного действия с рабочим органом продольного копания, Применяемые для рытья траншей — выемок большой протяжен­ности по сравнению с размерами их поперечных сечений.

В зависимости от типа рабочего органа различают роторныеиЦепныетраншейные экскаваторы. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные

экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламенти­рованы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т.п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цеп­ные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практиче­ской глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6 м.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработ­ки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонт- но-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экска­ватор наиболее полно реализует свои технологические возможно­сти при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля од­ноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи,входящая в его индекс. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м; ЭТЦ-165 — экскава­тор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6 м. Основными параметрами служат масса экскаватора, мощность двигателя и др.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудо­вания, соединенных между собой по полуприцепной(большинство роторных экскаваторов) или навесной(малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскавато­ры) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экс­каваторов используют обычно гусеничные или колесные тракто­ры с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из трак­торных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схе­му тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракто­рами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмака­ми этим достигается уменьшение давления на грунт (50… 80 кПа), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает этрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины соткосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установлен­ный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экс­каваторы.

Техническая производительность траншейных экскаваторов

П_т= />_п, (15.1)

гдеП_т— производительность траншейных экскаваторов, м³/ч;F_w— площадь поперечного сечения траншеи, м²; v_n— скорость пода­чи, м/ч.