3.2.3 Одноковшовые экскаваторы.

Одноковшовые экскаваторы состав­ляют группу универсальных землеройных машин цикличного дей­ствия с ковшом вместимостью 0,1—6 м³ и предназначены для вы­полнения всевозможных общестроительных земляных сооружений. Специальные экскаваторы (карьерные, вскрышные, туннельные, шахтные) в настоящем учебнике не рассматриваются.

Универсальные одноковшовые экскаваторы классифицируют по числу установленных двигателей, типу привода, возможности вра­щения поворотной части, конструкции ходового устройства, типу подвески и видам рабочего оборудования.

По числу установленных двигателей одноковшо­вые экскаваторы бывают одно- и многомоторными. Одномоторны­ми называют экскаваторы, у которых все рабочие механизмы при­водятся одним двигателем, работающим на один вал. Многомотор­ными называют экскаваторы, у которых рабочие механизмы приводятся несколькими независимо работающими двигателями.

По типу привода различают одноковшовые экскаваторы с механическим, гидромеханическим, гидравлическим, электри­ческим и смешанным приводами. Экскаватор с механическим при­водом характерен применением только механических передач. Если в механическую трансмиссию экскаватора включают гидродинамическую передачу (преимущественно гидротрансформатор), то та­кой тип привода называют гидродинамическим. В объемном гидро­приводе первичным потребителем энергии являются насосы (один или несколько), нагнетающие жидкость под давлением по гидро­сети к гидродвигателям, от которых приводятся в движение рабо­чее оборудование, рабочий орган и механизмы экскаватора. При электрическом приводе передача энергии от силовой установки к механизмам машины производится как электрическим, так и ме­ханическим способом. В смешанных приводах используют два или три типа различных передач. На большинстве экскаваторов полу­чили распространение смешанные электромеханические или гид­ромеханические приводы.

По возможности вращения поворотной части (платформы) одноковшовые экскаваторы бывают полноповорот­ными с вращающейся вокруг вертикальной оси платформой на нео­граниченный угол и неповоротными, когда угол враще­ния ограничен.

По типу ходового устройства одноковшовые экскаваторы раз­деляют на гусеничные, пневмоколесные, на базе самоходной ма­шины. Гусеничные ходовые устройства применяют с минимально допускаемой площадью опорной поверхности гусениц (для работы на грунтах с высокой несущей способностью) и с увеличенной поверхностью гусениц (для работы на грунтах с низкой несущей способностью). Пневмоколесным называют экскаватор на колесном ходовом устройстве, который имеет практически ту же пово­ротную часть, что и гусеничный экскаватор. Экскаватор на базе самоходной машины имеет ходовое устройство на базе трактора или автомобиля. В этом случае экскаватор называют часто навесным.

-

Рис. 12. Экскаватор с гибкой подвеской и с оборудованием прямой лопаты:

1,5 — ведущие и направляющие колеса ходового устройства (тележки); 2 — опорный каток; 3 — гусеничная рама; 4 — гусеничная лента; 6 — машинное отделение; 7 - седловой подшипник; 8 - стрела; 9 - ковш; 10 - рукоять; 11 — кабина машиниста.

Рис. 13. Экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования обратной лопаты (а), прямой лопаты (б):

1 - силовая установка; 2 - гидробак; 3 - капот; 4 - кабина; 5, 6 – нижняя и верхняя части стрелы; 7, 9, 11 - гидроцилиндры; 8 - рукоять; 10 — ковш; 12 — ходовая тележка; 13 - механизм передвижения; 14 - опорно-поворотное устройство; 15 — механизм поворота платформы; 16 — противовес.

По типу подвески рабочего оборудования различают экскавато­ры с гибкими элементами — канатами (см. рис. 12) и с жесткой подвеской из гидравлических цилиндров (см. рис. 13).

По видам рабочего оборудования экскаваторы работают с пря­мой лопатой (см. рис. 12), обратной лопатой (см. рис. 13), драглайном, грейфером.

12

Рис. 14. Неполноповоротный экскаватор на пневмоколесном тракторе:

1 — топливный бак; 2 - гидробак; 3 — кабина; 4, 5, 8 - гидроцилиндры;

6 — стрела; 7 — рукоять; 9 — ковш; 10 — выносная опора;

11 — поворотная колонка; 12 — отвал бульдозера.

Прямая лопата разрабатывает грунт выше уровня стоянки: ковш, укрепленный на рукояти, копает в направлении от экскаватора. Обратная лопата предназначена для разработки грунта ниже уровня стоянки: ковш, укрепленный на рукояти, копает в направлении к экскаватору. При больших глубинах копания грунт ниже уровня сто­янки разрабатывают драглайном в виде ковша, подвешенного на ка­натах и копающего в вертикальной плоскости экскаватора. Каналы очищают боковым драглайном с ковшом, подвешенным на канатах и копающим под углом к вертикальной плоскости стрелы. Погрузочные и разгрузочные операции с сыпучими грунтами и дроблеными породами, а также копание колодцев с вертикальными стенками, очистку прудов и каналов выполняют рабочим оборудованием грей­фера, снабженным захватывающим ковшом. Ковш грейфера может быть подвешен на канатах и тогда усилие напора ковша на грунт создается весом ковша. У гидравлического экскаватора ковш грейфера шарнирно подвешен к одному из жестких элементов рабочего оборудования, и усилие напора на фунт создается специальным приводным устройством. Кроме того, одноковшовые экскаваторы могут работать с различными видами рабочего оборудования (кран, копер, гидромолот, планировочный нож и т.д.).

К основным параметрам одноковшовых экскаваторов относятся вместимость ковша, эксплуатационная масса, среднее удельное давление на грунт, радиус и высота копания, высота выгрузки, глубина копания. Вместимость ковша измеряется объемом между внутренними поверхностями стенок, днища и открытой поверхно­стью ковша. Эксплуатационной массой одноковшового экскавато­ра принято считать массу машины с рабочим оборудованием, про­тивовесом и полной заправкой топливосмазочными материалами, рабочей и охлаждающей жидкостью. Среднее давление на грунт определяется отношением эксплуатационной массы гусеничного экскаватора к площади опорной поверхности его ходового устрой­ства. Радиус копания R (рис.11) измеряется расстоянием от оси вращения поворотной части до наиболее удаленной точки режу­щего контура ковша прямой лопаты. Высота копания Н - рассто­яние от уровня стоянки экскаватора до режущего контура ковша при копании выше уровня стоянки. Радиус выгрузки R_B — расстоя­ние от оси вращения поворотной части до вертикальной линии, проведенной через нижнюю точку ковша или его открытого днища при разгрузке. Высота выгрузки Н_в — расстояние от уровня стоянки экскаватора до уровня нижней точки ковша или его открытого днища при разгрузке. Глубина копания Н_к обратной лопаты — рас­стояние от уровня стоянки экскаватора до режущего контура ков­ша при копании ниже уровня стоянки.

Рис. 15. Рабочие размеры капотных (а) и гидравлических (б) экскаваторов с прямой и обратной лопатами.

В индексе одноковшового экскаватора четыре цифры соответственно обозначают: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования и порядковый номер модели данного типа и исполнения. Кроме того, используются дополнительные буквенные обозначения порядко­вой модернизации данной машины и ее климатического исполне­ния. Например, индекс ЭО-3322АТ обозначает: экскаватор одно­ковшовый универсальный 3-й размерной группы, на пневмоколесном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудования, вторая модель, прошедшая первую модернизацию, тропическое исполнение; индекс ЭО-5113БХЛ: экскаватор одно­ковшовый универсальный 5-й размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве, с гибкой подвеской рабочего оборудования, третья модель, прошедшая вторую модернизацию, северное ис­полнение (табл. 4).

Таблица 1

Техническая характеристика одноковшовых экскаваторов

Значения показателей для экскаваторов
	Неполнопов.ых	Полноповоротных с приводом
1	2	3	4	5	6	7	8
Показатели	ЭО-2621 ЭО-2626 ЭО-2628 ЭО-2629	ЭО-3211Е	ЭО-4112 А-1	ЭО-3323А	ЭО-3123	ЭО-4124	ЭО-4225А
Вместимость ковшей, м3: обратной ло­паты прямой лопа­ты драглайна грейфера	0,25 0,25 - 0,32	0,45 - 0,45 -	0,8 0,65 0,8 -	0,63 0,63 - 0,63	0,65 0,65 - 0,65	1,25 1,25 - 0,75	1,25 1,25 - 1,25
Эксплуатаци­онная масса с оборудовани­ем обратной лопаты, т	6,1	12,48	23,85	14	14,16	26	26
Глубина копа­ния обратной лопаты, м	4,15	5,2	6,9	5,4	4,95	6	6
Радиус копа­ния обратной лопаты, м	5,3	8,6	10,16	8,5	7,93	10,3	9,3

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6	7	8
Высота выг­рузки обрат­ной лопаты, м	3,2	5,4	6,14	6,2	6,16	7,45	5,8
Мощность двигателя, кВт	44	36,8	60	59,6	59,6	96	96
Тип ходового устройства	Колесные тракторы МТЗ-80 МТЗ-82	Гусенич­ное	Гусенич­ное	Пневмо- колесное	Гусенич­ное	Гусенич­ное	Гусенич­ное
Скорость пе­редвижения, км/ч	19	2,92	4,3	20	2,8	2,5	2,5
Продолжи­тельность ра­бочего цикла	16,5	14,4	20	16,5	16,3	18,5	19

Контрольные вопросы к лабораторной работе № :

Изучение устройства одноковшовых экскаваторов.

1. Какие машины называют одноковшовыми экскаваторами?

2. Из каких операций состоит их рабочий цикл?

3. Что такое большой цикл?

4. Приведите классификацию одноковшовых экскаваторов.

5. Какие виды сменного оборудования могут быть установлены на одноковшовых экскаваторах?

6. Назовите главный и основные параметры одноковшовых экскаваторов

7. Как устроено погрузочное рабочее оборудование?

8. Для чего применяют грейферное рабочее оборудование?

9. Как оно устроено и работает?

10. Опишите рабочий процесс одноковшового экскаватора.

32