Экскаватор траншейный цепной с баровым рабочим оборудованием

ВВЕДЕНИЕ

Цепной траншейный экскаватор – это землеройная машина с рабочим органом в виде цепи, которому сообщаются движения и усилия, достаточные для отделения от массива, захвата и переноса грунта. Он относится к экскаваторам непрерывного действия, рабочий процесс которого происходит при постоянном движении базового тягача. В строительстве цепные траншейные экскаваторы наиболее широко применяют для получения протяженных выемок прямоугольного (траншеи) и трапециадального (каналы) сечений. Также их применяют при разработке карьеров строительных материалов (глины, гравия, песка). Дополнительным преимуществом их на работах этого вида наряду с высокой производительностью является измельчение добываемого сырья (особенно глины) до однородной массы, необходимой для ее последующей обработки.

В результате совмещения по времени  операций резания и транспортирования  грунта цепные траншейные экскаваторы  имеют более высокую производительность по сравнению с одноковшовыми экскаваторами. Однако они менее универсальны и могут успешно применяться при достаточно большом и сосредоточенном объеме однотипным работ.

Цепь экскаватора может быть оснащена ковшами, скребками, резцами  и др., в зависимости от его  назначения и категории разрабатываемого грунта.

Для разработки мерзлых грунтов (V – VIII категории) в качестве цепи используют баровую цепь, представляющую собой цепь с зубками из износостойких сталей с твердосплавными пластинами, выставленных на цепи под разными углами, образуя несколько линий резания. Аналогичные цепи используют во врубовых машинах горнодобывающей промышленности.

Баровые грунторезные машины используются как для рыхления, так и для  экскавации мерзлого грунта. Ширина траншей, отрываемых баровыми машинами, доходит  до 500 мм. Эти машины применяют также  для отделения мерзлого грунта от массива при открытых разработках  полезных ископаемых. Кроме того, самоходные баровые машины используют для нарезания щелей в мерзлом и трудноразрабатываемом талом грунтах под укладку кабельных коммуникаций и в ряде случаев для нарезания продольных и поперечных щелей в мерзлом грунте, обеспечивающего последующую отрывку траншей и котлованов обычнвми экскаваторами. Машины созданы на базе тракторов и цепных траншейных экскаваторов; в качестве рабочего навесного оборудования используются как готовые бары врубовых машин, так и специально изготовленные режущие цепи.

Разработка мерзлого грунта баровыми машинами менее энергоемка, по сравнению с другими машинами, предназначенными для этих целей, поскольку рыхлению подвергается не весь массив грунта, а только в объеме щелей, располагаемых на определенном расстоянии друг от друга. Основным недостатком машин является быстрый износ резцов, их малая надежность и долговечность, поскольку мерзлый грунт обладает высокой абразивностью.

На базе мощных тягачей часто  создают машины с двумя и более  одновременно работающими барами, что позволяет за один проход машины прорезать в грунте сразу несколько параллельных щелей.

Комплекс работ по исследованию режимов резания мерзлых грунтов  и конструкций баровых грунторезных машин, а также по обоснованию эффективности их применения выполнен Томским политехническим институтом под руководством д-ра техн. Наук О.Д. Алимова. Начиная с 1960 г., исследованиям и анализу опыта эксплуатации баровых машин уделяют внимание ВНИИСтройдормаш и ВНИИЗеммаш.

 

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ  И ПАТЕНТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

На территории Республики Беларусь можно выделить два наиболее крупных  производителя цепных экскаваторов на базе тракторов МТЗ. Это минское  предприятие АО «Амкодор», которое выпускает погрузчик-экскаватор цепной Амкодор 91 (ДЗ-133ЭЦ.40). Так же существует коммерческое предприятие в городе Смолевичи СП «Дорэлектромаш». Здесь выпускают универсальный цепной экскаватор ЭЦУ-150.

На территории Российской Федерации  траншейные цепные экскаваторы выпускает Дмитровский экскаваторный завод. Здесь выпускаются траншейные цепные экскаваторы ЭТЦ-201 с глубиной копания до 2 м и шириной до 400 мм.

 

Патенты:      [http://bankpatentov.ru/catalog/invention/475]

 

1. Название – многоковшовый цепной экскаватор и способ регулирования его привода.

Номер и дата международной или региональной публикации:

WO 00/04240 (27.01.2000)

 

Изобретение относится к многоковшовому цепному экскаватору с направляемыми на цепи ковшами для применения в установках для открытых горных разработок. Многоковшовый цепной экскаватор с направляемыми на цепи ковшами применяется в установках для открытых горных разработок. Цепь является приводимой в действие посредством приданного многоковшовому цепному экскаватору привода. Привод выполнен в виде непосредственного безредукторного привода. Многоковшовый цепной экскаватор содержит бесконтактно работающее устройство измерения скорости для измерения скорости цепи и соединенный с устройством измерения скорости регулятор для регулирования безредукторного привода. Экскаватор содержит дифференциатор для определения производной значения скорости, измеренного устройством измерения скорости, регулятор для такого регулирования привода, что производная значения скорости, измеренного устройством измерения скорости, соответствует заданному значению. Способ регулирования его привода, содержащего направляемые на цепи ковши многоковшового цепного экскаватора с безредукторным приводом, при котором посредством устройства измерения скорости бесконтактным путем измеряют скорость цепи и посредством регулятора, связанного с устройством измерения скорости, осуществляют регулирование безредукторного привода. В способе определяют производную скорости цепи и регулируют ее до заданного значения. Повышается надежность и производительность работы экскаватора.

 

 

2. Название – траншейный экскаватор для вскрытия магистральных трубопроводов

Дата публикации – 1999.05.10

Страна публикации – RU

Имя заявителя – Дайнович А.Г.

 

 Траншейный экскаватор для вскрытия магистральных трубопроводов, включающий базовое шасси, транспортер, основную раму, на которой с помощью навески с приводом закреплено рабочее оборудование, состоящее из установленных на общей раме двух параллельных цепных многоковшовых рабочих органов, имеющих горизонтальную часть, фрезерного устройства для разработки грунта над трубопроводом и откосообразователей, а также привод, отличающийся тем, что базовое шасси выполнено в виде, например, двух пар снабженных индивидуальным приводом гусеничных тележек, передняя пара которых является поворотной, каждый рабочий орган расположен приблизительно вертикально, горизонтальные части рабочих органов расположены сверху, транспортер размещен на общей раме под горизонтальными частями рабочих органов, упомянутое фрезерное устройство и откосообразователи выполнены, например, в виде наклонных фрез, место крепления нижней части каждой из которых расположено приблизительно в одной плоскости с продольной осью ковшовой цепи рабочего органа, рабочее оборудование установлено с возможностью вертикального перемещения с помощью привода и поворота на 90^o, для чего навеска выполнена в виде шарнирно закрепленной и снабженной направляющими вертикальной рамы, а общая рама снабжена соответствующими роликами, кроме того экскаватор имеет завистное устройство.

 

3. Название – гидропривод многоковшового экскаватора.

Страна публикации – RU

Имя изобретателя – Щемелев Анатолий Мефодьевич[BY]

Имя патентообладателя – мМогилевский машиностроительный институт

 

Использование: в строительных и  дорожных машинах, а именно в гидроприводах многоковшовых траншейных цепных экскаваторов. Сущность изобретения: гидропривод многоковшового экскаватора включает привод рабочего органа. Поршневая полость гидроцилиндров соединена с гидропневмоаккумулятором и односторонними гидроцилиндрами. На штоках этих гидроцилиндров закреплены блоки с тросами, один из которых закреплен к тягам выключения бортовых фрикционов, а другой - на концах рамы, в которой установлен этот гидроцилиндр. 2 ил.В настоящее время выпуском баровых грунторезных машин занимаются такие предприятия как Амкодор, МРМЗ (Михневкий ремонтно-механический завод), КМЗ (Копейский машиностроительный завод), ДЭЗ (Дмитровский экскаваторный завод) и др. В большинстве случаев в качестве базового тягача для этих машин используют пневмоколесные тракторы МТЗ-80(82) “Беларус” или гусеничные Т-170, Т-130, ДТ-75, которые часто спереди оборудуются бульдозерным отвалом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ВЫБОР АНАЛОГА ПРОЕКТИРУЕМОЙ МАШИНЫ

 

В качестве аналога выбираем наиболее приближенную по характеристикам машину – баровая грунторезная машина БГМ-1 производства Михневского ремонтно-механического завода. БГМ-1 предназначены для прокладки траншей для газо- и водопроводов, сетей канализации, связи и электропередачи, планировочных и земляных работ.

Таблица 1 – Технические характеристики БГМ-1

Параметр	Значение
Базовая машина
Трактор (колесное шасси)	МТЗ-82.1 “Беларус”
Марка двигателя	Д-243
Мощность, кВт (л.с.)	59,6 (81)
Габаритные размеры машины с баровой  навеской, мм:     - длина      - ширина     - высота	6650  2060  2765
Масса машины, кг	6500
Рабочее оборудование
Тип режущей цепи	“Урал-33”
Материал режущей части резцов	твердый сплав
Категория грунта	IV-V,мерзлый грунт
Регулирование рабочей скорости	бесступенчатое
Привод ходоуменьшителя	гидромеханический
Привод механизма управления барами	гидравлический
Скорость резания, м/с	3±0,5
Рабочая скорость, м/час	до 60
Диапазон скорости движения экскаватора, м/ч	от 0 до 1262
Глубина прорезаемой щели, мм	1400, 1600
Ширина прорезаемой щели, мм	140
Дополнительное оборудование
Отвал поворотный: Ширина отвала, мм Высота отвала, мм Масса отвала, кг	2060 800 700

 

На рисунке 1 представлен общий  вид машины БГМ-1.

Баровая грунторезная машина БГМ-1 представляет собой трактор МТЗ-82.1 (позиция 1), оборудованный навесной баровой установкой, которая крепится к трактору на кронштейне 6.

Баровая установка состоит из редуктора 2, рабочего органа 3, соединительной предохранительной муфты, ходоуменьшителя 4, гидроцилиндра 5, соединительной арматуры, рамы жёсткости 7, отвала 8.

Рисунок 1 – Баровая грунторезная машина БГМ-1

 

Крутящий момент от выходного вала отбора мощности трансмиссии трактора через муфту передается на редуктор бары, имеющий одноступенчатую коническую передачу, а затем на ведущую звездочку режущего органа.

Режущий орган состоит из направляющей с механизмом натяжения цепи, двух звездочек, расположеных на ее концах и цепи со спец зубками. Подъем и  опускание режущего органа осуществляется силовым гидроцилиндром [16].

В проектируемой машине, как и  в аналоге, в качестве шасси используется трактор МТЗ-82.1. Его общий вид  приведен на рисунке 2, а технические  характеристики в таблице 2.

Трактор МТЗ-82.1 "Беларус" производства Минского тракторного завода – универсальный  трактор на пневмоколесном ходу, тягового класса 1,4, предназначенный для выполнения широкого спектра работ – от подготовки почвы под посев до уборочных и транспортных операций; может использоваться в лесном, коммунальном хозяйстве, строительстве и промышленности, приспособлен для работы в различных климатических зонах. Трактор МТЗ-82.1 отличает высокие надежность и экономичность при низких эксплуатационных затратах и высокой производительности [18].

Рисунок 2 – Трактор МТЗ-82.1 “Беларус”

 

Таблица 2 – Технические характеристики МТЗ-82.1 “Беларус”

Параметр	Значение
Двигатель
Марка	Д-243
Тип	дизельный с непосредственным впрыском, 4-тактный, рядный
Мощность, кВт (л.с.)	59,6 (81)
Рабочий объем, л	4,75
Количество цилиндров	4
Удельный расход топлива, г/(кВт∙ч)	220
Трансмиссия
Тип сцепления	сухое, однодисковое, с дополнительным диском для привода независимого ВОМ
Тип коробки передач	механическая с редуктором, удваивающим количество передач
Количество передач:    - переднего хода    - заднего хода	18 4
Ходовое оборудование
Тип	пневмоколесное
Колесная формула	4×4
Скорость движения, км/ч:    - вперед    - назад	1,89 – 33,4 3,98 – 8,97
Тип тормозной системы	основные и стояночные – дисковые, сухие
Колея, мм:    - по передним колесам    - по задним колесам	1400 – 1900 1420 – 2100
Колесная база, мм	2450
Дорожный просвет (клиренс), мм:    - под передним  мостом    - под задним мостом	645 650
Общие
Габаритные размеры, мм:    - длина    - ширина    - высота	3930 1970 2780
Конструкционная масса, кг	3240
Эксплуатационная масса, кг	3700
Среднее давление на грунт, МПа	0,14
Вместимость топливного бака, л	130