Одноковшовые строительные экскаваторы. Строительными называют одноковшовые универсальные экскаваторы с ковшами вместимостью 0,25—4 м3, оснащаемые различными видами сменного рабочего оборудования. Строительные экскаваторы предназначены для земляных работ в грунтах I—IV категорий. При помощи унифицированного сменного рабочего оборудования (до 40 видов) они могут выполнять также погрузочные, монтажные, сваебойные, планировочные, зачистные и другие работы.

Основными частями строительных экскаваторов (рис. VI.9 и VI. 10) являются ходовое устройство, поворотная платформа (с размещенными на ней силовой установкой, механизмами, системой управления и кабиной машинистах и сменное рабочее оборудование.

Рабочее оборудование обеспечивает заполнение рабочего органа разрабатываемым или загружаемым материалом, его перемещение в вертикальной плоскости к месту выгрузки и выгрузку. Оно включает стрелу, рукоять и ковш. Стрелу рабочего оборудования монтируют на поворотной платформе шарнирно в проушинах.

Рис. 6.9. Строительные полноповоротные экскаваторы с механическим npir водом и гибкой подвеской шарнирно-рычажного рабочего оборудования:
а — гусеничный с прямой лопатой вместимостью 0,65 м3; б — пневмоколесный с прямой лопатой вместимостью 0,4 м3; 1— опорно-поворотный круг; 2 —стрела; 3— рукоять; 4— ковш; 5 — полиспаст ковша; 6 — стрёлоподъемный полиспаст; 7 —кабина машиниста; 8— силовая установка; 9 — поворотная платформа; 10— ходовое устройство

Рис. 6. 10. Строительные пояноиаворотные экскаваторы с гидравлическим приводом и жесткой подвеской шарнирно-рычажного рабочего оборудования: а — пневмоколесный с обратной лопатой вместимостью 0,65 м3; б — гусеничный с прямой лопатой вместимостью 1,6 м3; 1 — бульдозерный отвал; 2 — рукоять; 3 — гидроцилиндр ковша; ,4 — гидроцилиндры рукояти; 5 —стрела; 6 — кабина машиниста; 7—силовая установка; 8 — аутригеры; 9 — поворотная платформа; 10 — ходовое устройство; 11 — гидроцилиндры стрелы; 12 — ковш; 13 — опорно-поворотный круг

Ходовое устройство предназначено для восприятия и передачи на опорную площадку силы тяжести экскаватора и сил взаимодействия рабочего органа с грунтом, стопорения машины в забое при ее работе, маневрирования экскаватора в забое и перемещения его между объектами работ. Ходовое устройство включает в себя раму, гусеничный или колесный движитель и механизм их привода и стопорения. На раму ходового устройства через унифицированный роликовый опорно-поворотный круг опирается поворотная платформа. Опорно-поворотный круг дает возможность вращать платформу с рабочим оборудованием относительно ходового устройства.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грунтов состоит из следующих последовательно выполняемых операций: копание грунта, подъем наполненного ковша из забоя, поворот ковша на разгрузку, разгрузка грунта в транспортные средства или в отвал, возврат порожнего ковша в исходное положение. В процессе работы возможно совмещение отдельных операций (например, таких, как подъем и опускание ковша с поворотом его в плане), что позволяет сократить продолжительность цикла.

Строительные экскаваторы классифицируют по следующим признакам:
1) по типу ходового устройства — на гусеничные (на нормальном и уширенном гусеничном ходу), пневмоколесные, на специальном шасси, на базе автомобиля или трактора;
2) по типу привода — на дизельные (механические), электрические с питанием от внешней сети, дизель-электрические и гидравлические;
3) по количеству приводных двигателей — на одномоторные (привод всех механизмов экскаватора осуществляется от одного двигателя через механическую трансмиссию или гидрообъемную передачу) и многомоторные (привод каждого механизма экскаватора осуществляется от индивидуального гидравлического или электрического двигателя);
4) по конструкции поворотной части — на полноповоротные (поворот платформы с рабочим оборудованием обеспечивается не менее чем на 360°) и неполноповоротные (угол поворота рабочего оборудования в плане ограничен 180—270°);
5) по способу подвески рабочего оборудования — с гибкой подвеской (при помощи канатных полиспастов) и с жесткой подвеской (при помощи гидроцилиндров);
6) по виду исполнения рабочего оборудования—<с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием.

Системы индексации экскаваторов. В 1968 г. введена новая система индексации отечественных одноковшовых универсальных экскаваторов (рис. 6. 11).

Буквы ЭО означают—экскаватор одноковшовый универсальный. Четыре основные цифры индекса последовательно обозначают: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования (вид подвески) и порядковый номер данной модели.

Первая из дополнительных букв после цифрового индекса означает порядковую модернизацию данной машины, последующие— вид специального климатического исполнения.

Например, индекс ЭО-4123АС расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, четвертой размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудования, третья модель, прошедшая первую модернизацию, в северном исполнении.

Экскаваторы, выпуск которых освоен до 1968 г., имеют индексацию, в которой указывается номинальная для данной модели вместимость ковша, порядковый номер модели и модернизации. Например, Э-652Б — экскаватор с ковшом вместимостью 0,65 м3, модель 2, прошедшая вторую модернизацию.

Рис. 6.11. Структурная схема индексации одноковшовых универсальных экскаваторов:
Г — гусеничное ходовое устройство с минимально допускаемой поверхностью гусениц; ГУ — гусеничное ходовое устройство с увеличенной поверхностью гусениц; П — пневмоко-лесное ходовое устройство; СШ — специальное шасси автомобильного типа; А—шасси грузового автомобиля; Тр— трактор; Пр — прицепное ходовое устройство; Пл — плавучее ходовое устройство

Экскаваторы с механическим приводом (см. рис. 6.9) представляют собой полноповоротные машины с гибкой подвеской рабочего оборудования (рукоять с ковшом подвешены на канатном полиспасте, стрела — на полиспасте ). Они выпускаются в соответствии с ГОСТ 17343—71.

Основными видами сменного рабочего оборудования таких машин являются прямая лопата, обратная лопата, драглайн, кран и rpefiqbep (рис. 6.12). Экскаваторы оснащаются также оборудованием для засыпки траншей, рыхления мерзлых и скальных грунтов, разрушения дорожных покрытий, погружения свай и шпунта, планировки откосов и т. д.

Экскаватор с рабочим оборудованием прямой лопаты (рис.. 6.12, а) разрабатывает грунт в забое, расположенном выше уровня стоянки машины. В комплект оборудования прямой лопаты входят стрела, рукоять, ковш, напорный механизм (у экскаваторов с ковшами вместимостью до 0,4 м3 напорный механизм отсутствует), седловои подшипник, подъемный и стрелоподъемныи полиспасты. При копании ковш движется снизу вверх и от экскаватора.

Экскаватор с оборудованием обратной лопаты (рис. 6.12, б) предназначается для рытья траншей и небольших котлованов, расположенных ниже уровня его стоянки. Рабочее оборудование обратной лопаты состоит из ковша, рукояти, стрелы, передней стойки и канатов: тягового, подъемного и стрелового (для удержания передней стойки).

Рис. 6. 12. Основные виды сменного рабочего оборудования строительных экскаваторов с механическим приводом

При копании ковш движется сверху вниз к экскаватору. Врезание ковша в грунт происходит под действием силы тяжести рабочего оборудования.

Экскаватор с оборудованием драглайна (рис. 6. 12, в) разрабатывает грунт также ниже уровня своей стоянки и применяется для рытья траншей для различных коммуникации в болотистых районах и под водой. Сменное рабочее оборудование состоит из удлиненной решетчатой стрелы, специального ковша совкового типа с подъемными и тяговыми цепями, механизма наводки—системы направляющих блоков и канатов: стрелового, подъемного, тягового и разгрузочного. Копание грунта происходит в результате подтягивания ковша к экскаватору тяговым канатом.

Экскаватор с крановым оборудованием — экскаватор-кран (рис. 6.12, г) используют на различных монтажных и погрузоч-но-разгрузочных работах. В комплект кранового оборудования входят удлиненная решетчатая стрела, стрелоподъемныи и грузовой полиспасты, грузовой крюк или специальные устройства для захвата грузов.

Экскаватор с грейферным оборудованием (рис. 6. 12,д) применяют при погрузке и выгрузке сыпучих и мелкокусковых материалов, очистке траншей и котлованов от обрушившегося грунта и снега, для рытья колодцев и узких глубоких котлованов в легких грунтах, а также для рытья траншей под водой. Грейферное оборудование включает удлиненную решетчатую стрелу, грейферный ковш, подъемные и замыкающие канаты и блоки. Ковш состоит из двух челюстей, шарнирно соединенных изнутри поперечиной с обоймой подвижных блоков полиспаста замыкающего каната, а снаружи — четырьмя тягами, объединенными поперечиной, к которой крепят подъемный канат. Копание грунта производится в результате смыкания челюстей ковша пра натяжении замыкающего каната.

В состав кинематической схемы экскаваторов с механическим приводом входят главная муфта (обычно фрикционная многодисковая) и главная трансмиссия, валы которой получают постоянное вращение от дизеля при включении главной муфты. Вместо главной муфты может быть установлен гидротрансформатор, позволяющий автоматически регулировать скорость рабочего органа в зависимости от действующей на него внешней нагрузки и предохраняющий двигатель и трансмиссию от перегрузок при внезапном стопорении рабочего органа. Вместе с валами главной трансмиссии вращаются жестко соединенные с ними детали — зубчатые колеса, передающие вращение от одного вала трансмиссии к другому и ведущие элементы фрикционных муфт, с помощью которых осуществляется плавное подключение исполнительных механизмов к трансмиссии.

Исполнительными механизмами экскаваторов являются главная и стрелоподъемная лебедки, механизмы вращения поворотной платформы и передвижения экскаватора. Для изменения направления движения исполнительных механизмов, в кинематичскую цепь включен реверсивный механизм (реверс).

Главная лебедка обеспечивает необходимые движения рабочего органа при копании, установку его в рабочее положение и выполняется двухбарабанной. Один из барабанов служит для подъема ковша или груза (крюка) и называется подъемным. Другой барабан при оборудовании экскаватора прямой лопатой приводит. в действие механизм напора для выдвижения рукояти с ковшом и называется напорным; при оборудовании экскаватора драглайном этот же барабан служит для подтягивания ковша и называется тяговым; при оборудовании экскаватора грейфером на барабан навивается канат, замыкающий челюсти ковша. Барабаны главной лебедки могут располагаться на одном валу или на двух параллельных валах. В первом случае лебедка называется одно-цальной^ во втором — двухвалщой. Каждый барабан на валу сидит свободно и подключается к главной трансмиссии фрикционной муфтой с гидравлическим или пневматическим управлением. Торможение барабанов обеспечивается управляемыми ленточными тормозами. Назначение и устройство механизмов подъема стрелы, поворота платформы и передвижения экскаватора такие же, как у полноповоротных стреловых самоходных кранов с одно моторным приводом.

На строительстве сетей тепло-, газо- и водоснабжения и канализации наиболее распространены универсальные строительные экскаваторы с ковшами вместимостью 0,4—0,65 м3, основным рабочим оборудованием которых является обратная лопата.

Экскаваторы Э-302Б, Э-ЗОЗБ (ЭО-3111В) и Э-304В (ЭО-3211Б.) с ковшом вместимостью 0,4 м3 предназначены для разработки грунтов I—IV категорий и представляют собой группу унифицированных пюлноповоротных ;м:ашин с механичф)ким> приводом, имеющих одинаковую конструкцию сменного рабочего оборудования и поворотных платформ с расположенными на них механизмами и различное исполнение ходового оборудования в виде нормального гусеничного, уширенного и удлиненного гусеничного и пневмокодесного хода. Экскаватор Э-302Б на пневмоколесном ходу (см. рис. 6.9, б) обладает высокой маневренностью и мобильностью и предназначен для выполнения различных землеройных, погрузочно-разгрузочных и монтажных работ на мелких рассредоточенных строительных объектах, отстоящих друг от друга на значительных расстояниях, которые экскаватор преодолевает на. собственном ходу.

Особенно успешно экскаватор Э-302Б применяют на работах в стесненных условиях при строительстве подземных коммуникаций в городских условиях.

Экскаватор Э-ЗОЗБ на нормальном гусеничном ходу предназначен для работы в обычных грунтовых условиях, а экскаватор повышенной проходимости Э-304Б на уширенном и удлиненном гусеничном ходу—-для работы на слабых, переувлажненных и заболоченных грунтах.

Экскаваторы оснащаются унифицированной лопатой (прямой, и обратной) и драглайном вместимостью по 0,4 м3, грейфером
вместимостью 0,35 м3 и крановым оборудованием грузоподъемностью до 5 т.

Унифицированный ковш экскаватора еварно-литой с литой: передней стенкой и литыми вставными на клиньях зубьями.

На рис. 6.13 представлена кинематическая схема экскаватора Э-302Б, которая аналогична (за исключением ходового оборудования) кинематическим схемам моделей Э-ЗОЗБ и Э-304Б.

Привод всех механизмов экскаватора осуществляется от дизеля мощностью 50 л. с. (37 кВт). Движение вала дизеля передается трансмиссии экскаватора через главную упругую муфту 5 с помощью пары конических шестерен 12 и 13 со спиральными зубьями. Блок шестерен и 13 на промежуточном валу IV снабжен зубчатой муфтой 14, которая включается (жестко закрепляя: блок на валу IV) при работе экскаватора и выключается при передвижении машины. Вал главной лебедки разрезной и состоит из двух частей — основной II и вспомогательной III, первая из. которых получает вращение через шестерни 22, 15 и 3 от вала К, а вторая через шестерни 10 и 7 от вала IV. На валу II консольно расположен подъемный барабан, включаемый при подъеме ковша пневмокамерной фрикционной муфтой. Опускание ковша происходит под действием собственной силы тяжести; скорость опускания регулируется ленточным тормозом. На валу III установлен тяговый барабан, вращение которого в различных направлениях обеспечивается включением пневмокамерных фрикционных муфт.

Рис. 6.13. Кинематическая схема экскаватора Э-302Б

Реверсирование тягового барабана используется для принудительного опускания грузов с ограниченной скоростью при работе с крановым оборудованием. Торможение тягового и подъемного барабанов главной лебедки осуществляется ленточными тормозами. На консоли вала смонтирована стрело-подъемная лебедка, барабан которой приводится в движение от шестерни через сателлитные шестерни и венечную шестерню с внутренним зацеплением. Включение лебедки осуществляется кулачковой муфтой.

Стрелоподъемная лебедка снабжена винтовым, фрикционным и храповым устройствами, обеспечивающими безопасное опускание стрелы с ограниченной скоростью и быструю ее остановку в случае отказа фрикциона при опускании или подъеме. Для повышения безопасности при опускании стрелы на наружном диаметре венечной шестерни установлен постоянно замкнутый ленточный тормоз. Реверсивное движение барабана стрелоподъемной лебедки, а также поворотной платформы и ходового устройства экскаватора обеспечивается фрикционными пневмокамерными муфтами, смонтированными на консолях реверсивного вала V. С ведомыми шкивами муфт и связаны зубчатые колеса. На реверсивном валу жестко закреплены шестерни, с которыми может входить в зацепление подвижный блок шестерен на валу VI. При зацеплении шестерен или шестерен обеспечиваются соответственно минимальная (первая) или максимальная (вторая) скорости вала VI и механизмов подъема стрелы, поворота платформы, передвижения экскаватора. Вводом в зацепление шестерен 29 и 11 достигается прямая связь между валами IV и V для получения двух транспортных скоростей передвижения. От вала VI через пару конических шестерен получает вращение вертикальный вал VII, вдоль оси которого на шлицах перемещается шестерня. Эта шестерня передает движение механизмам поворота платформы и передвижения экскаватора. Для поворота платформы шестерня вводится в зацепление с шестерней на вертикальном поворотном валу VIII. При вращении вала VIII шестерня, закрепленная на нижнем его конце, обегает неподвижный зубчатый венец опорно-поворотного устройства и поворачивает платформу с рабочим оборудованием. Зубчатый венец с внутренним зацеплением приварен сверху посередине ходовой рамы, опирающейся на два ведущих моста ходового устройства — передний и задний. Задний мост на четырех баллонах прикреплен к ходовой раме жестко, а передний с двумя управляемыми колесами подвешен к раме балансирио. Для передвижения экскаватора шестерня вводитсяtв зацепление с зубчатым колесом вертикального ходового вала IX. От вала IX движение передается горизонтальному ходовому валу XI через пару конических шестерен. Вал XI одним концом через зубчатую муфту и промежуточный вал XII соединяется с задним мостом, а другим через шлицевую муфту включения, промежуточный вал X и зубчатые муфты — с передним управляемым мостом. Оба моста —ведущие и имеют дифференциалы.

Экскаватор Э-302Б- имеет четыре скорости передвижения (в диапазоне от 1,45 до 15,4 км/ч) и две скорости поворота платформы (2,9—6,9 об/мин). Для остановки платформы при повороте или торможении всего экскаватора при передвижении служит ленточный тормоз 31, смонтированный на консоли вала VI.

Управление механизмами экскаватора — смешанное — пневматическое и механическое. Лебедки, реверс, механизм открывания ковша и тормоза колес имеют пневматическое управление, а коробка передач, главная муфта двигателя и муфта лебедки подъема стрелы — механическое (рычажное). Питание системы пневматического управления сжатым воздухом давлением 6,5— 7 кгс/см2 (0,64—0,68 МПа) производится от компрессора с приводом от двигателя экскаватора.

Рие. 6.14. Болотный экскаватор-кран типа ЭКБ

На базе экскаватора Э-302Б создан болотный экскаватор-кран типа ЭКБ (рис. 6. 14), обладающий способностью держаться на заболоченных и обводненных участках и вести такие работы на трассах строительства трубопроводов, как рытье траншей и расчистка ложа для трубопроводов, навеска на трубопровод утяжеляющих грузов для его затопления, а также различные погрузоч-но-разгрузочные и монтажные работы. Кроме основного рабочего органа — обратной лопаты (рис. 6.14, а) вместимостью 0,4 м3 экскаватор ЭКБ снабжается еще тремя видами сменного рабочего оборудования (рис. 6. 14, б): грейферным ковшом 2 вместимостью 0,35 м3, грузовым крюком 3 и ковшом драглайна 4 вместимостью 0,5 м3 для болотистых грунтов и вместимостью 0,4 м3 — для обычных. Грейфер и крюк подвешиваются к стреле длиной 7,5 м, а ковш драглайна—на стреле длиной 10,5 м.

Поворотная платформа экскаватора-крана и размещенные на ней механизмы такие же, как у серийного экскаватора Э-302Б.

Ходовая часть состоит из 16 катков на арочных шинах шириной 840 мм и диаметром 1500 мм. В зависимости от условий передвижения и работы экскаватора давление в шинах регулируется в широком диапазоне и составляет 0,8—0,9 кгс/см2 (0,08— 0,09 МПа) при передвижении по дорогам или поверхностям с твердым покрытием и 0,2—0,3 кгс/см3 (0,02—0,03 МПа)—при передвижении и работе машины на заболоченных грунтах. Объем шин, выполняющих функции понтонных устройств, обеспечивает плавучесть экскаватора-крана при преодолении водных преград; при этом его максимальная грузоподъемность равна 1,5 т.

Пневмосистема экскаватора обеспечивает подкачку шин как отдельно каждой, так и всех вместе. Изменение давления воздуха в шинах производит машинист из кабины крана.

Наибольшая грузоподъемность крана на вылете 5 м равна 3 т. Скорость передвижения ЭКБ в зависимости от условий местности 0,9—4 км/ч.

На рис. 6. 15 показана кинематическая схема полноповоротного универсального экскаватора на гусеничном ходу Э-652Б с ковшом вместимостью 0,65 м3, широко применяемого при производстве земляных (в грунтах I—IV категорий), монтажных и погрузочно-разгрузочных работ на строительстве водопроводно-канализанионных сооружений и систем тепло- и газоснабжения в полевых и городских условиях.

Сменное рабочее оборудование машины: прямая и обратная лопаты вместимостью 0,65 м3, грейфер вместимостью 0,65 м3, драглайны вместимостью 0,8 м3 и крановое оборудование грузоподъемностью до 10 т.

Привод всех механизмов экскаватора осуществляется от дизеля (рис. 6. 15,а) мощностью 82 л. с. (60 кВт). Движение вала дизеля передается через главную фрикционную муфту сцепления ведущему валу главной трансмиссии экскаватора, состоящей из четырехрядной цепной передачи, шестерен, двух валов — горизонтального вала II реверсивного механизма и вала IV главной лебедки. При включении главной муфты вместе с элементами главной трансмиссии получают постоянное вращение жестко связанные с ними элементы отдельных рабочих механизмов: с валом II вращаются ведущие шкивы двухконусных фрикционных муфт реверсивного механизма, с шестерней вращается ведущий шкив двухконусной фрикциоиной муфты включения промежуточного вала III, а с валом IV вращаются ленты фрикционов для включения барабанов главной лебедки. Чтобы произвести копание при оборудовании прямой лопаты, необходимо осуществить подъем и выдвижение (напор) ковша с рукоятью, подключив к главной трансмиссии напорную звездочку и подъемный барабан главной лебедки.

Рис. 6. 15. Кинематическая схема экскаватора Э-652Б

Барабан включается правым ленточным фрикционом.

Навивающийся на барабан подъемный канат, который огибает блоки стрелы и блок ковша, подтягивает ковш к оголовку стрелы. Прекращение подъема ковша и удержание его в заданном положении обеспечиваются выключением фрикциона и одновременным включением ленточного тормоза. Этим же тормозом регулируется скорость опускания ковша, движущегося под действием собственной силы тяжести. Выдвижение рукояти с ковшом (напор) для создания напорного усилия на зубьях ковша осуществляется включением левой ленточной фрикционной муфты 8. При этом от главной трансмиссии получает вращение сдвоенная звездочка, соединенная однорядными цепями со звездочкой напорного барабана на валу V и звездочкой на промежуточном валу. При вращении напорного барабана на него навиваются две ветви напорного каната (а возвратный канат разматывается), огибающего крайние блоки на оси седлового подшипника стрелы и уравнительный блок на заднем конце рукояти, в результате чего рукоять с ковшом выдвигается, осуществляя напор. Торможение напорного механизма обеспечивается ленточным тормозом.

Возврат рукояти с ковшом (втягивание) производится включением двухконусной фрикционной муфты на промежуточном валу III с одновременным выключением ленточного тормоза; при копании кулачковая муфта постоянно смещена влево, жестко соединяя звездочку с валом III. При этом напорный барабан и звездочка начнут вращаться в обратном направлении, на напорный барабан будет навиваться возвратный канат, втягивающий рукоять с ковшом.

Подъем и опускание стрелы осуществляются стрелоподъемным барабаном, установленным на промежуточном валу III. На барабан навивается канат стрелоподъемного полиспаста. Движение барабану при подъеме стрелы сообщается при последовательном включении двух муфт — кулачковой (смещением вправо), жестко закрепляющей барабан на валу III, и фрикционной, соединяющей вал III с главной трансмиссией. Прекращение подъема стрелы обеспечивается выключением муфты и включением управляемого ленточного тормоза. Надежное удержание поднятой стрелы в процессе работы экскаватора обеспечивается храповым остановом, смонтированным на стрелоподъем-ном барабане. Опускание стрелы производится на режиме двигателя при выключенной кулачковой муфте и отключенном храповом останове барабана. Скорость опускания стрелы ограничивается специальной обгонной муфтой, смонтированной на валу главной лебедки и связанной со стрелоподъемным барабаном однорядной цепной передачей. Механизмы поворота платформы и передвижения экскаватора приводятся в действие от вертикального вала VI реверсивного механизма с коническими шестернями и двухконусными фрикционными муфтами. При включении одной из муфт осуществляется реверсирование вала VI и соответственно изменение направления вращения платформы или передвижения экскаватора. По шлицам вала VI перемещается блок-шестерня, обеспечивающая при зацеплении с зубчатыми колесами первую или вторую скорости поворота платформы и передвижения машины. Первая скорость поворота платформы (3,33 об/мин) используется при работе с крановый оборудованием, а вторая (5,89 об/мин)—с землеройным.

От вала VI вращение передается валу VII и шестерням, свободно вращающимися на вертикальных поворотном VIII и ходовом IX валах. Поворот платформы с рабочим оборудованием осуществляется при включении одной из муфт реверса, кулачковой муфты, жестко соединяющей шестерню с валом VIII, и обкатывании шестерни внутри зубчатого венца 43, приваренного к ходовой раме. Торможение поворотной платформы и фиксирование ее в заданном положении обеспечиваются ленточным тормозом.

Для передачи движения ходовому механизму экскаватора необходимо включить один из фрикционов реверса и кулачковую муфту, жестко соединяющую шестерню с валом IX; при этом автоматически выключается муфта поворотного механизма, сблокированная с муфтой. Вращение вала IX передается через пару конических шестерен горизонтальному ходовому валу X, состоящему из трех частей, соединяемых между собой двумя кулачковыми муфтами. При одновременном включении муфт приводятся в движение обе цепные передачи и ведущие звездочки гусениц, обеспечивая прямолинейное движение экскаватора.

Для поворота всей машины необходимо выключить одну из муфт; при этом отключенная от трансмиссии гусеница останавливается, а вторая, продолжая движение, разворачивает экскаватор.

Управление всеми основными механизмами экскаватора Э-652Б —- пневматическое. Вспомогательные механизмы (кулачковые муфты включения валов поворотного и ходового механизмов, переключения скоростей, включения лебедки подъема стрелы и главной муфты), включаемые реже, имеют рычажное управление.

Для замены одного вида рабочего оборудования на другой необходимо произвести ряд монтажно-демоятажных работ, выполняемых непосредственно на строительной площадке.

При замене оборудования прямой лопаты на другие виды сменного оборудования на блок звездочек 19 главной лебедки устанавливается состоящий из двух половинок барабан 50 (рис. 6.15, б).

При крановом оборудовании на барабане 20 закрепляется подъемный канат; принудительное опускание груза на режиме двигателя обеспечивается цепной передачей 24.

При оборудовании драглайна на барабане 29 (рис. VI.15, в) закрепляют стреловой, на барабане 50 — подъемный и на барабане 20 — тяговый канаты. При оборудовании грейфера на барабане 29 закрепляют стреловой, на барабане 20 — подъемный, а на барабане 50 — замыкающий канаты.

На рис. 6. 16 показано аксонометрическое изображение экскаватора Э-652Б с оборудованием прямой лопаты.

Экскаваторы с гидравлическим приводом. Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом представляют собой полно- и неполноповоротные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический объемный (статический) привод.

Параметры гидравлических экскаваторов регламентированы ГОСТ 22894—77 «Экскаваторы одноковшовые универсальные гидравлические. Технические условия». В этом стандарте для каждой размерной группы приведено несколько вместимостей ковшей (основного и сменных повышенной вместимости), причем для работы экскаваторов с ковшами повышенной вместимости предусматриваются меньшие линейные рабочие параметры (глубина и радиус копания, радиус и высота выгрузки) и более слабые грунты, чем при работе с основным ковшом.

Рис. 6.16. Аксонометрическое изображение механизмов экскаватора Э-652Б (позиции те же, что на рис.У1.15)

Так, например, экскаватор ЭО-5122 имеет ковши вместимостью 1,25; 1,6 и 2 м3, однако основным ковшом, соответствующим пятой размерной группе, является ковш вместимостью 1,25 м3, которым экскаватор может разрабатывать грунт IV категории на максимальных рабочих параметрах. Применением гидравлических универсальных экскаваторов, технологические возможности которых значительно выше машин с механическим приводом, обеспечивается высокий уровень механизации земляных работ в стесненных условиях и вблизи подземных коммуникаций, а также при производстве рассредоточенных работ по зачистке и планировке земляных сооружений. Гидравлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее число основных и вспомогательных движений рабочего оборудования.

К настоящему времени уже 80% выпускаемых в СССР универсальных экскаваторов с ковшами вместимостью до 1 м3 являются гидравлическими. Производство отечественных навесных не-полнотюворотных гидравлических экскаваторов начато в 1955 г. С 1966 г. освоен выпуск полноповоротных экскаваторов. Первые модели навесных машин имели вместимость ковша 0,15 м3, полноповоротных— 0,25 м3.

Основными тенденциями развития гидравлических экскаваторов являются увеличение мощности двигателей и размеров ковшей, расширение номенклатуры сменных рабочих органов. Большинство современных серийно выпускаемых машин оснащено ковшами вместимостью 0,25—1,6 м3. Создание более мощных экскаваторов во многом определяется прогрессом в области конструирования гидропривода. За последнее! время разработаны надежные и высокоэффективные конструкции гидросистем, а также отдельных элементов гидропривода: насосов, гидродвигателей, шлангов высокого давления и другой гидроаппаратуры. Особо важную роль играет переход на более эффективные и компактные гидросистемы высокого давления — до 350 кгс/см2 (35 МПа).

Гидравлический привод позволяет: значительно упростить кинематику трансмиссии и рабочего оборудования машины; расширить номенклатуру сменного рабочего оборудования; уменьшить габариты машины; рационально совмещать рабочие операции; максимально использовать мощность силовой установки; повысить мобильность и универсальность машин и улучшить качество выполняемых работ; сообщать сменным рабочим органам движения, позволяющие выполнять земляные работы в труднодоступных местах; обеспечивать плавность движения и точную ориентацию рабочего органа; реализовать большие (в 1,5—2 раза) усилия копания; улучшить условия труда машиниста.

Перечисленные выше преимущества обеспечивают повышение производительности гидравлических экскаваторов по сравнению с механическими аналогичных типоразмеров в среднем на 30—35%.

По виду исполнения рабочего оборудования различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием.

Для удержания и приведения в действие шарнирно-рычажного рабочего оборудования используют жесткие связи — гидравлические цилиндры. Основные рабочие движения шарнирно-рычажного оборудования в вертикальной плоскости: изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти. Основным рабочим движением телескопического рабочего оборудования является выдвижение и втягивание телескопической стрелы.

Гидравлические полноповоротные универсальные экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием (см. рис. VI. 10) оснащены ковшами вместимостью 0,5—4,0 м3 и предназначены для земляных работ в грунтах I—IV категорий. При помощи сменного рабочего оборудования они могут выполнять также погрузочные, монтажные, планировочные и другие работы. Современные полнотюворотные машины созданы на базе единых конструктивных схем и широкой унификации агрегатов и узлов. Они состоят из ходового гусеничного или пневмоколесного устройства 10, поворотной платформы 9 с размещенными на ней силовой установкой 7, узлами гидропривода и кабиной машиниста 6 и сменного рабочего оборудования.

Привод рабочего оборудования полноповоротных экскаваторов осуществляется от силовых гидроцилиндров двустороннего действия, а поворот платформы и передвижение машины — от индивидуальных гидромоторов.

Силовые гидроцилиндры сообщают движение элементам рабочего оборудования в вертикальной плоскости. При их помощи осуществляется подъем и опускание стрелы (гидроцилиндры), поворот рукояти относительно стрелы (гидроцилиндры , поворот ковша относительно рукояти (гидроцилиндр) (см. рис. 6.10).

Основными видами сменного рабочего оборудования являются прямая и обратная лопаты, грейфер и погрузчик со сменными ковшами различной формы и вместимости.

Экскаватор с рабочим оборудованием прямой лопаты (рис. 6. 17) разрабатывает грунт в забое, расположенном выше уровня стоянки машины. В комплект оборудования прямой лоттты входят: стрела, рукоять, ковш с зубьями и гидроцилиндры подъема стрелы и поворота рукояти. При копании ковш движется снизу вверх и от машины в сторону забоя. Оборудование прямой лопаты выполняется в двух вариантах: с жестко закрепленным на рукояти ковшом (рис. 6.17,а) и с поворотным ковшом (рис. 6.17,б), присоединенным к рукояти шарнирно. Открывание днища жестко закрепленного ковша осуществляется короткоходовым гидроцилиндром. Для привода поворота ковша используется гидроцилиндр. За счет поворота ковша улучшается его наполнение и повышается точность выгрузки. Поворотный ковш — одно из преимуществ гидравлических экскаваторов.

Прямой лопатой с поворотным ковшом можно производить также планирование забоя. Вместимость основных ковшей прямой лопаты: 0,65; 0,8; 1,0; 1,6; 2,5 м3.

Рис. 6. 18. Рабочее оборудование обратной лопаты

Экскаватор с оборудованием обратной лопаты (рис. 6. 18) предназначен для рытья выемок, расположенных ниже уровня его стоянки. Рабочее оборудование обратной лопаты состоит из ковша, стрелы, рукояти и гидроцилиндров подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Разработка грунта производится как поворотом ковша относительно рукояти, так и поворотом рукояти относительно стрелы. При копании ковш движется сверху вниз, от забоя к экскаватору. Ковш обратной лопаты не имеет открывающегося днища и может поворачиваться относительно рукояти 8 при помощи гидроцилиндра. Поворотом ковша осуществляется не только копание, но и выгрузка грунта, а также зачистка основания забоя. Передняя стенка ковша имеет зубья, число которых зависит от его ширины. Ковши, предназначенные для рытья траншей, могут иметь зубья на боковых стенках.

Обратная лопата со сменными ковшами различной вместимости и формы является основным видом рабочего оборудования пневмоколесных и гусеничных машин 2—4-размерных групп. Вместимость основных ковшей обратной лопаты составляет 0,5 и 0,65 м3 у серийных пневмоколесных экскаваторов и 0,5; 0,65; 1,0; 1,25; 1,6 м3 — у гусеничных.

На полноповоротных экскаваторах применяют два вида стрел: неразъемную и составную изменяемой длины, состоящую из двух частей — основной и удлиняющей. Части составной стрелы соединены между собой шарниром и тягой. Установкой тяги в различные положения на удлиняющей части стрелы достигается изменение длины стрелы. Составная стрела дает возможность изменять глубину Нк и радиус RK копания (а также высоту выгрузки), что в сочетании сосменными профильными ковшами различной вместимости позволяет расширить область применения экскаватора и использовать его с максимальной производительностью в различных грунтовых условиях.

Для выполнения работ вблизи стен и других сооружений, а также для рытья траншей, ось которых не совпадает с продольной осью машины, в оборудовании обратной лопаты применяют Рис. 6.19. Схема смещения оси копания устройства, позволяющие поворачивать рукоять в плане вместе с гидроцилиндром влево или вправо на определенный угол (рис. 6.19). Такое рабочее оборудование является одним из преимуществ гидравлических экскаваторов. Для установки рукояти под углом к продольной оси стрелы применяется специальная промежуточная вставка, которая обеспечивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольной оси машины.

Экскаватор с грейферным оборудованием (рис. 6.20) применяют при погрузочно-разгрузочных работах, рытье колодцев и глубоких котлованов.

На экскаваторах с гидравлическим приводом устанавливают жестко подвешенные грейферы, у которых необходимое давление на грунт при врезании создается принудительно при помощи гидроцилиндров рабочего оборудования. Это позволяет эффективно разрабатывать плотные грунты независимо от массы грейфера. Вместимость грейферных ковшей пневмоколесных машин составляет 0,5 и 0,65 м3, гусеничных — 0,5, 0,65 и 1,0 м3.

Грейферы шарнирно подвешиваются к рукояти обратной лопаты вместо ковша. Грейферное оборудование состоит из составной стрелы с гидроцилиндром, рукояти обратной лопаты с гидроцилиндром, двухче-люстного грейферного ковша и гидроцилиндра для замыкания и открывания челюстей ковша.

Рис. 6.19 Рабочее оборудование грейфера

Зачерпывание или копание производится смыканием челюстей ковша при помощи гидроцилиндра. В комплект рабочего оборудования грейфера может входить таююе механизм поворота, обеспечивающий поворот ковша в плане на 120—180° в обе стороны.

Для глубокого копания колодцев до 30 м, траншей и котлованов в оборудовании грейфера используют удлиняющие промежуточные вставки.

Экскаватор с оборудованием погрузчика (рис. 6.21) применяют для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов выше уровня стоянки машины, экскавации и погрузки в автосамосвалы (или отсыпки в отвал) неслежавшихся грунтов I—II категорий, а также легких планировочных работ на уровне стоянки экскаватора. Вместимость ковша погрузчика, как правило, в 1,5—2 раза больше вместимости ковша обратной лопаты, что значительно повышает производительность экскаватора при использовании его на погрузочных работах.

Рис. 6.21. Рабочее оборудование погрузчика

Для каждой машины предусмотрен набор сменных ковшей различной вместимости и ширины в зависимости от категории грунта и вида выполняемых работ..Вместимость основных погрузочных ковшей пневмоколесных экскаваторов составляет 0,65 и 0,80 м3, гусеничных— 1,5 и 2,8 м3.

В комплект оборудования погрузчика входят: ковш, цилиндр ковша, рукоять с цилиндром и стрела с цилиндром. Характерной особенностью погрузочного оборудования является его специальная кинематическая схема, обеспечивающая прямолинейную (горизонтальную) траекторию движения ковша при его внедрении в штабель и планировочных работах. Внедрение ковша в штабель осуществляется гидроцилиндром при запертых гидроцилиндрах поворота ковша и подъема — опускания стрелы.

Экскаваторы могут оснащаться также крановой подвеской с различными грузозахватными приспособлениями для выполнения погрузочно-разгрузочных и монтажных работ, рыхлительным оборудованием для разработки мерзлых грунтов и взламывания дорожных покрытий, оборудованием для бурения шпуров и скважин, планировочными отвалами, клещами для камней, гидромолотами и т. п.

Нагрузки, действущие на рабочее оборудование при работе, а также масса поворотной части машины передаются на ходовое устройство через опорно-поворотный круг.

Опорно-поворотный круг состоит (рис. 6.22) из наружной кольцевой обоймы, прикрепляемой к поворотной платформе, и обратно к разрабатываемому забою.

Рис. 6.22. Механизм поворота полноповоротных экскаваторов:
а — с низкомоментным гидромотором; б — с высоко-моментным гидромотором

На профильной дорожке обоймы размещен ряд роликов 8 с сепаратными втулками. В постоянном зацеплении с зубчатым венцом 4 находится обегающая шестерня 6 механизма поворота платформы экскаватора. Последняя обеспечивает поворот рабочего оборудования к месту выгрузки ковша , Для привода механизма поворота полноповоротных гидравлических экскаваторов используют высоко- или низкомоментные гидромоторы. Низкомоментный гидромотор вращает обегающую шестерню через двух- или трехступенчатый зубчатый редуктор, который увеличивает крутящий момент, создаваемый гидромотором. Высокомоментныи гидромотор непосредственно обеспечивает необходимый крутящий момент на обегающей шестерне поворотного механизма, которая крепится консольно на валу гидромотора.