Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Одноковшовые строительные экскаваторы

Публикация:
   Принцип действия, рабочие размеры одноковшового экскаватора

Читать далее:




Принцип действия, рабочие размеры одноковшового экскаватора

Экскаваторы с оборудованием прямой лопаты (рис. 98).

Оборудованием прямой лопаты снабжаются все модели экскаваторов от самых малых до наиболее мощных. Основными частями экскаватора являются рабочее оборудование, поворотная платформа с расположенными на ней механизмами, силовое и ходовое оборудование. Рабочее оборудование прямой лопаты состоит из ковша, рукоятки, стрелы и канатов: подъемного и стрелового.

Стрела лопаты подвешивается на канатах под углом 35—60° к горизонту. Рукоять ковша, соединенная со стрелой седловым подшипником, может вращаться в вертикальной плоскости вокруг оси напорного вала 6 под действием подъемного каната и, кроме того, двигаться поступательно вперед (напорное движение) и назад (возвратное движение). Напорное и возвратное движения, необходимые для углубления ковша в разрабатываемый грунт и возврата в исходное положение, производятся при помощи напорного механизма, сообщающего рукояти возвратно-поступательное движение, и седлового подшипника. Седловой подшипник, установленный шарнирно на напорном валу, охватывает рукоять, не позволяя изменяться расстоянию от оси напорного вала до оси рукояти и смещаться последней в сторону.

Стрела своей пятой шарнирно соединена с поворотной платформой и удерживается в -наклонном положении стреловым канатом, проходящим через головные блоки стрелы и блоки двуногой стойки.

Поворотная платформа через опорный круг опорно-поворотного устройства, установленного на нижней раме экскаватора, опирается на раму ходового оборудования.

Рис. 98. Схемы рабочего процесса экскаватора с оборудованием прямой лопаты и его рабочие размеры

Под действием механизма поворота поворотная платформа может вращаться вокруг оси в обе стороны на любой угол. На поворотной платформе смонтированы подъемная и стреловая лебедки, поворотный механизм, силовое оборудование и механизмы управления.

Наполнение ковша происходит при движении его по забою из положения I в положение II. Затем происходит поворот на выгрузку (положение III). Во время поворота совместным движением подъема и напора ковш занимает положение, отвечающее месту выгрузки. При разработке связных плотных грунтов, сохраняющих следы ковша на стенке забоя, каждая последующая стружка снимается так, чтобы ковш на 8—15 см перекрывал след от ранее взятой стружки. В такой же последовательности снимаются по всему забою и последующие стружки, пока не будет использован почти весь ход рукояти, после чего экскаватор передвигается к стенке забоя для дальнейшей работы. Объем грунта, разработанный с одной стоянки, называется объемом элемента забоя.

Таким образом, характерным в работе прямой лопаты является то, что она, стоя на дне (подошве) забоя, разрабатывает грунт, лежащий впереди и выше уровня ее стоянки, и продвигается по мере его разработки вперед к забою. Ковш при работе двигается снизу вверх «от себя» относительно экскаватора.

Продолжительность операции копания зависит от скорости резания и высоты забоя. Скорость резания, в свою очередь, зависит от усилия на режущей кромке (зубьях) ковша, создаваемого двигателем экскаватора.

Рис. 99. Схема определения усилия на режущей кромке ковша прямой лопаты

Величина усилия на режущей кромке ковша является важнейшим фактором производительности экскаваторов, оборудованных любым видом землеройного оборудования. Усилие на режущей кромке (рис. 99) создается натяжением подъемного каната и составляющей усилия напора, действующей вдоль рукоятки. Сопротивлениями при резании грунта являются сопротивление грунта копанию, вес ковша с грунтом и собственный вес рукояти.

Из рассмотрения этой формулы явствует, что повышение усилия на зубьях ковша позволяет за счет увеличения толщины стружки сократить длину пути ковша во время копания и тем самым уменьшить продолжительность операции копания.

Важными эксплуатационными параметрами одноковшовых экскаваторов являются их рабочие размеры, определяемые геометрическими размерами машины и положением рабочего оборудования в забое. Обозначения рабочих размеров экскаваторов в СССР стандартизованы.

Предельные рабочие размеры экскаватора зависят от длины и конструкции элементов рабочего оборудования и определяют максимальную величину и размеры элемента забоя, а также эксплуатационные возможности экскаватора в части относительного расположения транспортных средств.

В скобках указаны предельные значения размеров в метрах соответственно для строительных, карьерных и вскрышных экскаваторов с обо1рудованием прямой лопаты при стандартном оборудовании и нормальном угле наклона.

Работа экскаватора с верхней погрузкой (рис. 100) требует увеличения высоты выгрузки. Для этого на экскаватор устанавливают удлиненное рабочее оборудование. Длина стрелы и рукояти увеличивается примерно в 1,5—:1,7 раза, и угол наклона стрелы принимается 50—60°. При этом емкость ковша принимают на 30—50% меньше емкости стандартного ковша.

Рис. 100. Схема работы экскаватора с верхней погрузкой

Экскаватор — прямая лопата имеет наибольшее распространение в гидротехническом строительстве.

Легкие модели (с ковшами емкостью 0,15—1,0 ж3) строительных экскаваторов применяют на подготовительных и вспомогательных работах — планировке площадок, зачистке котлованов при производстве основных земляных работ, строительстве дорог и т. п. Строительные экскаваторы с ковшами емкостью 2—4 м3 и грузоподъемностью при работе краном до 100—150 т предназначаются для земляных работ большого объема при разработке глубоких выемок, сменяющихся крупными бетонными и монтажными работами, требующими мощных кранов. Эти экскаваторы являются как бы переходным типом к тяжелым карьерным экскаваторам, отличаясь от последних большей универсальностью, подвижностью и легкостью. Помимо стандартного выполнения, экскаваторы такого типа намечено выпускать с удлиненным оборудованием лопаты на удлиненных гусеницах для использования на вскрышных работах при прорытии глубоких траншей с погрузкой в транспорт, двигающийся по бровке забоя, на вскрышных работах в карьерах, разрабатываемых по бестранспортной схеме при небольшой мощности вскрыши.

Экскаваторы с оборудованием прямой лопаты используют преимущественно для работы в транспорт при разработке тяжелых грунтов и горных пород.
Машины средней мощности с ковшами емкостью 2,5—4 м3 применяют на земляных и карьерных разработках средних гидротехнических и крупных промышленных строительств.

Машины большой мощности с ковшами емкостью 5—8 м3 предназначаются для массовых земляных работ на крупных объектах гидротехнического строительства и для работ в крупных карьерах. Они являются самыми крупными машинами этого класса, используемыми для погрузки грунта в транспортные средства грузоподъемностью от 70 до 120 г, что в настоящее время является пределом для безрельсового транспорта.

Карьерные экскаваторы являются наиболее производительными среди одноковшовых экскаваторов, так как они обладают более высокими скоростями рабочих движений, меньшей продолжительностью цикла и имеют более простую кинематическую схему.

Вскрышные экскаваторы с ковшами емкостью 4—35 м3 и более могут быть использованы в гидротехническом строительстве для разработки крупногабаритных выемок, при работе в отвал или для разработки крупных каналов большой протяженности, проходящих в глубоких выемках.

Экскаваторы с оборудованием обратной лопаты

Схема рабочего процесса и габаритные размеры экскаватора показаны на рис. 101. В состав рабочего оборудования входят ковш, рукоять, стрела, дополнительная стойка и канаты: тяговый, подъемный и стреловой (удерживающий стойку).

Ковш может быть укреплен на рукояти жестко или шарнирно (поворотный), а рукоять укрепляется на конце стрелы шар-нирно. Ковш наполняется при его перемещении по забою из положения / в положение // за счет подтягивания тягового каната при ослабленном подъемном. При подтягивании подъемного каната без ослабления тягового стрела поднимается и ковш занимает положение и затем поворачивается к месту выгрузки. Выгрузка ковша производится его выбрасыванием в положение при ослаблении тягового каната и одновременном подтягивании подъемного.

Наличие жесткой связи рукояти ковша со стрелой делает обратную лопату пригодной для разработки и тяжелых грунтов. При этом врезание ковша в грунт обеспечивается весом рабочего оборудования, за исключением экскаваторов специальных конструкций и экскаваторов с гидроприводом.

Рис. 101. Схема рабочего процесса экскаватора с оборудованием обратной лопаты

Регулирование толщины срезаемого слоя осуществляется притормаживанием подъемного барабана главной лебедки. Стрела обратной лопаты в отличие от стрелы прямой лопаты в процессе работы изменяет угол наклона к горизонту в пределах от + 60 до — 40°.

Характерным в работе обратной лопаты является то, что она разрабатывает грунт ниже стоянки экскаватора движением ковша «на себя». По мере разработки элемента забоя экскаватор движется не вперед, а назад от забоя.

Экскаваторы с обратной лопатой предназначаются для рытья траншей и котлованов глубиной 7—12 м.

Обратная лопата с гидроприводом (рис. 102) может разрабатывать котлованы с вертикальными стенками. Обратные лопаты с обычным канатным приводом для этих целей снабжают поворачивающимся во время работы ковшом.

Продолжительность цикла работы обратной лопаты в среднем на 8—10%, а при разработке узких траншей на 25—30%: больше, чем у прямой лопаты. При работе в транспорт продолжительность цикла на 10—12% выше, чем при работе в отвал.

Рис. 102. Схема работы обратной лопаты с гидроприводом

Оборудованием обратной лопаты обычно снабжаются экскаваторы малой мощности с ковшом емкостью до 0,65 м3 и значительно реже с ковшами большей емкости — предельно до> 1,25—2,5 м3.

Экскаваторы с оборудованием драглайна

Схема рабочего процесса и габаритные размеры экскаватора показаны на рис. 103. В состав рабочего оборудования драглайна входят стрела с головными блоками, ковш, наводка (направляющие блоки тягового каната) и канаты: стреловой, подъемный, тяговый и разгрузочный.

Стрела с подвешенным на подъемном канате ковшом шарнирно соединена с поворотной платформой и удерживается в наклонном положении стреловым канатом.

Предельные рабочие размеры драглайна, по аналогии с прямой лопатой, зависят от длины, угла наклона и конструкции рабочего оборудования. К основным рабочим размерам драглайна относятся: а) максимальная глубина копания при работе с забросом и без заброса ковша; б) максимальный радиус копания;

Рис. 103. Схемы работы драглайна и его рабочие размеры:
1—IV — положения ковша при заглублении в грунт; L — длина стрелы; а — угол наклона стрелы; А — наибольший радиус копания; В — наибольший радиус выгрузки; С — наибольшая высота выгрузки; D — наибольшая глубина копания при боковом проходе; Е — наибольшая глубина копания при концевом проходе
в) максимальная высота выгрузки; г) радиус выгрузки на максимальной высоте.

Ходовое устройство -может быть гусеничным «ли шагающим.

Главная лебедка драглайна имеет два барабана: один для подъемного каната, другой — для тягового.

Наполнение ковша происходит при движении его по забою под действием тягового каната из положения в положение. Затем ковш поднимается и экскаватор поворачивается к месту разлрузки. Ковш подвешен к подъемному канату таким образом, что пока тяговый канат слегка натянут, ковш находится примерно в горизонтальном положении. При ослаблении тягового каната ковш опрокидывается передней стороной вниз и разгружается. После разгрузки экскаватор поворачивается и ковш опускается на грунт. Если перед опусканием ковш подтянуть к пяте стрелы, а затем отпустить тяговый канат, то ковш можно забросить в положение. Заброс ковша позволяет увеличить радиус действия экскаватора, что является преимуществом этого типа рабочего оборудования.

Рис 104. Оптимальные зоны забоя, разрабатываемого драглайном

Драглайны могут работать как с нижним, так и с верхним копанием, но чаще они применяются для разработки забоев, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.

Предельным углом откоса при разработке драглайном >выем-ки можно считать для легких грунтов 45—50°, для средних 40° и для тяжелых 30—35°. Поэтому экскаваторы с оборудованием драглайна применяют преимущественно для разработки зоны А (рис. 104), определяемой предельным углом откоса. В зонах Б я В драглайны имеют ограниченное применение.

Максимальная глубина копания зависит еще и от формы забоя: при торцовом проходе траншеи она больше, чем при боковом.

Интенсивность заглубления ковша в грунт зависит от веса и конструкции ковша.

Рис. 105. Распределение общего веса ковша драглайна в зависимости от угла его наклона

Оборудование драглайна применяется главным образом для разработки легких и средних грунтов (до III категории включительно) с выгрузкой грунта в отвал, а при укороченных стрелах—с погрузкой в транспорт, емкость которого должна быть не менее пятикратной емкости ковша.

При необходимости драглайн может работать, забирая грунт под водой в зависимости от размера ковша «а глубине до 1,5— 3 м.

Мощные драглайны могут разрабатывать грунты до IV категории включительно и предварительно взорванные полускальные и скальные породы.

В современной практике гидротехнического строительства оборудование драглайна применяется преимущественно на шагающих экскаваторах, которые полностью вытеснили гусеничные драглайны.

Шагающие драглайны (рис. 106) обладают весьма ценными для гидротехнического строительства качествами: повышенной проходимостью тяжелых моделей, наличием более длинных стрел и большей маневренностью по сравнению с гусеничными экскаваторами.

Рис. 106. Схемы шагающего драглайна:
1 — опорная база; 2 — поворотная платформа; 3 — гидравлический механизм шагания; 4 — стрела; 5 — ковш; 6 — подъемный канат; 7 — тяговый канат; 8 — надстройка; 9 — пульт управления

Повышенная маневренность шагающих драглайнов заключается Б их способности изменять направление движения под любым углом с любой стоянки машины, без длительных маневров, требующихся в этом случае для многогусеничных экскаваторов. Это позволяет шагающему драглайну разрабатывать крупные выемки поперечными ходами, перемещаясь по зигзагообразным рабочим ходам, что дает возможность уширения земляных выемок при работе в отвал без повторной перевалки грунта. Последнее особенно важно при разработке выемок каналов, так как позволяет применять бестранспортный способ разработки с укладкой грунта в насыпь, расположенную с одной или с двух сторон выемки.

Основные технико-экономические показатели некоторых современных шагающих драглайнов приведены в. табл. 13.

Таблица 13

Максимально возможная производительность драглайна достигается при минимальной продолжительности операций рабочего цикла, максимальном их совмещении, наибольшем наполнении ковша и наименьших потерях грунта при отрыве его от забоя и перемещении к голове стрелы. Поэтому управление драглайном требует особенно большой плавности и четкости.

Продолжительность цикла работы экскаваторов с оборудованием драглайна больше, чем при оборудовании лопатой, в среднем у экскаваторов средней мощности (строительных) на 15—20%, у карьерных на 70—80% и у вскрышных на 30—40%.

Экскаваторы с оборудованием струга

Экскаваторы с оборудованием струга (рис. 107) разрабатывают низкие забои горизонтальными и наклонными слоями движением ковша «от себя», продвигаясь вперед по мере разработки забоя.

Рабочее оборудование струга состоит из ковша, стрелы и канатов: подъемного и тягового. Ковш под действием тягового каната перемещается по стреле из положения I в положение II и, срезая грунт, наполняется. После подъема стрелы экскаватор поворачивается к месту разгрузки: разгрузка ковша производится открыванием его нижней стенки. Обратное перемещение ковша по стреле происходит под действием силы тяжести при ослаблении тягового каната.

Сменным рабочим оборудованием струга снабжаются обычно строительные экскаваторы с ковшом емкостью, до 0,65 м3 и реже до 1,25 м3. Их применяют на строительстве для планировочных работ, удаления старого дорожного покрытия, планировки откосов каналов и т. п.

Все движения рабочего органа экскаватора независимо от его типа осуществляются с помощью механизмов, (приводимых в действие силовой установкой.

Рис. 107. Схема экскаватора с оборудованием струга

При установке на экскаватор одного двигателя последний приводит в действие все или группу механизмов экскаватора, поэтому такой привод называется одномоторным (групповым). Привод, при котором на основные механизмы экскаватора устанавливаются отдельные (индивидуальные) двигатели, называется многомоторным (индивидуальным).

Взаимосвязь частей машины, а также способ и последовательность передачи движения от двигателя к рабочим механизмам приводятся в кинематических схемах. Кинематические схемы по типам используемого на экскаваторе силового привода подразделяются на одномоторные (групповые) и многомоторные (индивидуальные). Они, «роме того, определяются наличием сменного рабочего оборудования, мощностью машины, схемой напорного механизма и конструкцией подъемно-тягового механизма.

У экскаваторов с одномоторным приводом (рис. 108) двигатель, (обычно дизель) вращает трансмиссию, к которой периодически подключаются рабочие и вспомогательные механизмы экскаватора. При этом каждый механизм имеет свою муфту включения. Механизм подъема, напора и поворота обычно включается посредством фрикционных муфт (фрикционов); механизм подъема стрелы — фрикционной или кулачковой муфтой; ходовой механизм — кулачковой муфтой.

Рис. 108. Кинематическая схема экскаватора с одномоторным приводом

Кинематическая схема экскаватора с многомоторным приводом отличается от схемы одномоторного привода тем, что каждый основной механизм снабжен индивидуальным приводом, чем обеспечивается независимость всех рабочих движений без применения муфт включения.

Рис. 109. Кинематическая схема экскаватора с многомоторным приводом:
а — подъемный механизм; б — ходовой механизм; в — механизм поворота; г — механизм напора

Вспомогательные механизмы получают обычно движение от двигателя подъема. Реверсирование механизмов осуществляется реверсированием двигателей. Многомоторная схема проще одномоторной, так как в ней отсутствуют сложная трансмиссия, реверсивные механизмы и фрикционные муфты включения. Многомоторные кинематические схемы применяют обычно на экскаваторах с ковшами емкостью более 2 м3.

Кинематическая схема экскаватора с многомоторным приводом приведена на рис. 109. При этом обслуживаются отдельными электродвигателями основные группы механизмов экскаватора:
а) главная и стрелоподъемая лебедки;
б) ходовой механизм;
в) напорный механизм и
г) поворотный механизм.
Все двигатели имеют реверс и присоединяются к передаточным устройствам с помощью упругих муфт.

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Одноковшовые строительные экскаваторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 



Остались вопросы по теме:
"Принцип действия, рабочие размеры одноковшового экскаватора"
— воспользуйтесь поиском.

Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства