Работа экскаваторов

Содержание

 

 

1. Работа экскаваторов………………………………………………………….…….3

2. Многоковшовые экскаваторы……………………………………………….…….6

3. Навесные одноковшовые  экскаваторы……………………………………….…...8

4. Универсальные полноповоротные  одноковшовые  экскаваторы………….…....9

5. Опорно-поворотные устройства  экскаваторов…………………………….……12

6. Назначение и области  применения экскаваторов…………….…………….…...14

 

1. Работа экскаваторов

Рассмотрим особенности  процесса копания грунта экскаваторами, оснащенными различным рабочим  оборудованием.

На рис. 1 показана работа одноковшового полноповоротного экскаватора с рабочим оборудованием — прямая лопата.

Экскаватор с прямой лопатой  заполняет ковш движением “от  себя”, поэтому он занимает при работе место перед массивом грунта, возвышающимся  перед ним. Машина копает грунт, начиная  с уровня стоянки машины и далее  по дуге вперед и вверх с таким  расчетом, чтобы ковш заполнялся в  крайнем верхнем положении. После  этого ковш при повороте платформы  переносится для разгрузки в  сторону к автосамосвалу или  другому транспортному средству, выгружается и возвращается в  исходное положение.

Ковш загружается за счет движения рабочего оборудования, создаваемого гидроцилиндрами на гидравлическом экскаваторе и канатами на экскаваторе  с канатным приводом. Так как рабочее  оборудование состоит из стрелы, рукояти  и ковша, сочлененных между собой, то его движение складывается из движения каждой части.

При выгрузке грунта ковш гидравлического  экскаватора опрокидывается вперед, на канатной машине грунт выгружается  при откидывании днища ковша.

На рис.2 показана работа экскаватора с рабочим оборудованием обратная лопата.

Экскаватор с обратной лопатой заполняет ковш при движении “на себя”, т.е. в сторону машины, поэтому наиболее успешно он работает, когда стоит сверху разрабатываемого массива грунта, как показано на рисунке. Вынося ковш на расстояние от машины, экскаваторщик движением ковша “на себя” по дуге снизу вверх заполняет его грунтом.

Как и в прямой лопате, рабочее оборудование обратной лопаты состоит из стрелы, рукояти и ковша. Ковш загружается также в результате движения- этих составных частей оборудования под воздействием гидроцилиндров или  канатов.

 

Рис. 1 - Работа одноковшового экскаватора с прямой лопатой

При выгрузке грунта ковш гидравлической машины опрокидывается вместе с поворотом  рукояти в направлении от стрелы. На машине с канатным приводом ковш разгружается при повороте только рукояти  от стрелы.

 

Рис. 2 - Работа одноковшового экскаватора с обратной лопатой

На рисунках не показан  экскаватор с погрузочным ковшом, так как его работа сходна с  работой прямой лопаты, только вместо массива плотного грунта материалом для погрузки служат песок, щебень, гравий.

Экскаватор с драглайном заполняет ковш, выброшенный далеко от машины, движением на себя. Это  оборудование незаменимо при разработке каналов широких выемок, т.е. там, где место выемки грунта значительно удалено от машины, поэтому экскаватор, оборудованный драглайном, оснащается длинной стрелой, с помощью которой можно забросить ковш на значительное расстояние.

 

Рис. 3 - Работа одноковшового экскаватора с грейфером скопической стрелой

При работе экскаватор стоит, как и машина с обратной лопатой, сверху разрабатываемого массива грунта.

 

 

Рис. 4 - Работа многоковшового экскаватора

В результате ковш опрокидывается, повисая на подъемном канате режущей  кромкой вниз над местом выгрузки.

На рис. 3 показан в работе экскаватор с канатной подвеской грейфера к стреле. Этот экскаватор может разрабатывать ямы и небольшие котлованы в несвязных, легких грунтах (песок, легкий суглинок), грузить сыпучие материалы.

На рисунке для примера  представлен экскаватор на работах  по выемке котлована небольшого диаметра. Грейфер загружается при опускании  ковша с раскрытыми челюстями  на грунт и последующем захлопывании челюстей. Заполненный ковш грейфера вытягивается вверх на подъемном  канате выше уровня поверхности грунта и переводится в сторону при  повороте платформы для разгрузки. Над местом разгрузки машинист ослабляет  канат, и челюсти ковша раскрываются. После разгрузки ковш грейфера возвращается в исходное положение к месту  разработки грунта.

Экскаватор может оснащаться и другим, менее распространенным оборудованием (копровой установкой, оборудованием  для разработки мерзлых грунтов, разрушения старых построек, крановым оборудованием и т.д.). Но это в  данной книге не рассматривается.

Работа навесных экскаваторов в принципе не отличается от работы машин, рассмотренных выше.

Экскаватор-планировщик  может оснащаться различными по форме  ковшами. Однако все они в основном производят работу (планирование поверхности  грунта и др.) при втягивании стрелы, т.е. при движении ковша в сторону  машины. В конце хода стрелы заполненный  грунтом ковш, установленный на конце  стрелы шарнирно, поворачивается к  стреле и в таком положении  стрела перемещается вместе с поворотной платформой для разгрузки. В зависимости  от того, где находится транспортное средство или место разгрузки, стрела выдвигается, меняя свою длину, для  точной установки над местом выгрузки, затем ковш опрокидывается и грунт свободно высыпается. После этого стрела возвращается в исходное положение.

На рис. 4 показан в работе многоковшовый экскаватор. Выполняемые им операции проще по сравнению с работой одноковшовых экскаваторов.

При заглублении цепного  или роторного рабочего органа и  поступательном движении всей машины происходят копание, перемещение и  выгрузка грунта в отвал на одну или две стороны от оси траншеи.

2. Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы  —машины непрерывного действия. Их рабочим органом являются ковши, укрепленные в количестве 16—50 шт. на бесконечной двойной цепи, обегающей ковшовую раму (цепные экскаваторы), или в количестве 6—18 шт. на колесе (роторные экскаваторы).

У цепных экскаваторов нижняя рабочая ветвь цепи движется обычно в направляющих ковшовой рамы, что  увеличивает сопротивление, но позволяет  получить плоскость откоса постоянной крутизны. При свободно подвешенной  ковшовой цепи очертание образующей откоса параболическое и устойчивость верхней части откоса уменьшается.

Наличие большого количества рабочих органов машины обеспечивает непрерывность ее работы, снижает  инерционные нагрузки, улучшает использование  транспортных средств и повышает производительность. Усилие, которое  может быть развито на режущей  кромке ковша, значительно меньше, чем  у одноковшового экскаватора, так  как суммарная длина режущих  кромок одновременно работающих ковшей в многоковшовом экскаваторе  значительно превышает длину режущей кромки одноковшового экскаватора. Поэтому толщина стружки, снимаемой ковшами многоковшового экскаватора, относительно невелика. Многоковшовые экскаваторы могут работать в однородных легких и средних грунтах до IV группы включительно. В каменистых и мерзлых грунтах эффективность их работы резко снижается. В скальных грунтах, разрабатываемых с предварительным рыхлением взрывом, работа многоковшовых экскаваторов невозможна.

Многоковшовые экскаваторы  классифицируют:

а) по процессу работы и назначению —на экскаваторы поперечного копания, у которых ковшовые рамы имеют поперечное расположение по отношению к продольному направлению рабочего движения экскаватора, и экскаваторы продольного копания с ковшовой рамой, расположенной вдоль оси рабочего движения машины;

б) по виду рабочего оборудования — на цепные и роторные;

в) по виду ходового оборудования — на гусеничные и колесно-рельсовые.

Многоковшовые экскаваторы (рис. 5) правильней было бы называть экскаваторами непрерывного действия, так как конструкция рабочего органа этих машин не всегда содержит ковши, у некоторых экскаваторов вместо ковшей применены режущие ножи со скребками или просто сменные ножи.

Однако во всех этих случаях  назначение ковшей, ножей и скребков одно и то же: отрезать от массива  стружки грунта, перемещать срезанный  грунт. Любой из этих режущих органов  можно рассматривать как своеобразный ковш, поэтому, в отличие от одноковшовых экскаваторов, эту группу машин принято  называть многоковшовыми.

Непрерывное копание грунта существенно облегчает условия  труда машинистов по сравнению с  условиями труда на одноковшовых экскаваторах, так как на многоковшовых  экскаваторах машинисту приходится только наблюдать за ходом копания (правильностью курса, глубиной копания), и иногда изменять режим работы (направление, глубину копания). Машинист одноковшового  экскаватора постоянно включает те или иные механизмы. Поэтому в  последнее время у некоторых  многоковшовых экскаваторов рабочий процесс стали автоматизировать, т.е. копать без вмешательства машиниста с помощью приборов автоматики.

Рис. 5 - Многоковшовый цепной экскаватор ЭТЦ-161 на колесном тракторе “Беларусь”

Многоковшовые экскаваторы  считаются высокопроизводительными  машинами. Их производительность в  ряде случаев выше одноковшовых машин, равных по мощности. Однако они имеют  один существенный недостаток, из-за которого не могут соперничать с одноковшовыми  экскаваторами. Этим недостатком является отсутствие универсальности: многоковшовые  экскаваторы способны выполнять  только определенную рабочую операцию, например по отрывке траншеи и ничего более, поэтому такие машины в строительстве, как правило, работают в комплекте с другими машинами (скреперами, бульдозерами и т.д.),

Второй недостаток многоковшовых  экскаваторов состоит в том, что  он способен разрабатывать только грунты, не засоренные камнями, не тяжелые для  копания, однородные по структуре. Эти  машины хорошо разрабатывают только пески, супеси, легкие суглинки.

Если одноковшовые экскаваторы  могут копать только в стационарном положении, а перемещаются лишь с целью подхода к новому объекту, то многоковшовые экскаваторы не могут копать грунт в стационарном положении. Их рабочий орган режет грунт только при поступательном движении машины с небольшой скоростью (10—100 м/ч).

3. Навесные одноковшовые экскаваторы

Навесные экскаваторы (рис. 6), как правило, имеют небольшую мощность и вместимость ковша (0,15-0,25 м³).

Навесными экскаваторы называются потому, что их рабочее оборудование (стрела, рукоять, ковш, отвал бульдозера) навешивается на серийный колесный трактор, который в данном случае используется как базовая машина для навески. Правда, в принципе возможно изготовление для навесного экскаватора специального базового шасси, как это делают некоторые зарубежные фирмы.

Навесные экскаваторы  достаточно распространены в строительстве, так как являются небольшими машинами, способными выполнять самые разнообразные  работы небольшого объема.

Рис. 6 - Навесной экскаватор ЭО-2621А на серийном колесном тракторе “Беларусь”

Их используют в основном в городских условиях на отрывке  и засыпке в ремонтных целях  траншей под тепловые, газовые  и другие коммуникации, расчистке  после ремонта или строительства  небольших участков территории стройплощадок  с погрузкой мусора в автосамосвалы, на погрузке сыпучих строительных материалов.

Установка бульдозерного  отвала расширяет эксплуатационные возможности навесного экскаватора. С помощью отвала экскаваторщик  собирает в кучу строительный мусор, перемещает грунт, засыпает воронки  и траншеи, планирует поверхность  и пр. При работе с экскаваторным  оборудованием отвал служит уже  противовесом, способствующим копанию  грунта ковшом.

Установка вместо бульдозерного  отвала спереди машины погрузочного оборудования изменяет производственные возможности навесного экскаватора. Используя ковш погрузчика, можно вести погрузку сыпучих строительных материалов в автосамосвалы, убирать строительный мусор и др.

При работе с погрузочным  оборудованием противовесом для  устойчивости машины служит рабочее  оборудование экскаватора.

Навесных одноковшовых экскаваторов выпускают в мире больше - чем одноковшовых полноповоротных экскаваторов, причем привлекает простота изготовления этих машин и их эксплуатации.

Область применения этих машин  несколько ограничена тем, что они  используются в основном с оборудованием  обратная лопата.

4. Универсальные полноповоротные одноковшовые

экскаваторы

Универсальные полноповоротные  одноковшовые экскаваторы наиболее широко распространены в строительстве. Они называются полноповоротными потому, что их платформы с установленными на них рабочим оборудованием, двигателем, силовой трансмиссией и кабиной управления могут поворачиваться вокруг вертикальной оси машин на любой угол в обе стороны относительно опорных гусениц или колес.

Этим самым достигаются  простота и удобство перемещения  рабочего оборудования экскаватора  и разработки грунта в пределах радиуса  действия машины.

До недавнего времени  широкое распространение имели  экскаваторы с канатным приводом (рис.7). Эти машины упоминаются иногда в литературе экскаваторами с механическим приводом и гибкой подвеской рабочего оборудования.