9. Роторные траншейные экскаваторы.

Экскаваторы траншейные роторные (ЭТР) предназначены для разработки траншей прямо­угольного или трапецеидального профиля в однородных талых грунтах I—IV категорий, не содержащих крупные каменистые включения (до 300 мм), а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания верхнего слоя до 1,1—1,5 м. Размеры разрабатывае­мых отечественными экскаваторами траншей позволяют уклады­вать в них трубопроводы диаметром до 1420 мм включительно на глубину до 2,5 м.

Роторный траншейный экскаватор состоит из гусеничного тягача, обеспечивающего поступательное движение (подачу) машины, и навесного или полуприцепного рабочего орга­на для рытья траншей и отброса грунта, шарнирно соединенных между собой в вертикальной плоскости. Гусеничные тягачи ЭТР выполняют на базе переоборудованных серийных гусеничных тракторов, у которых уширен и удлинен гусеничный ход, в транс­миссию включен ходоуменьшитель для получения рабочих ТРН2601скоро­стей передвижения машины, имеются дополни­тельная рама 2 для мон­тажа рабочего оборудо­вания и механизмы 3, 4 для подъема и привода рабочего органа. Рабо­чий орган ЭТР представ­ляет собой жесткий ков­шовый ротор 7 (с числом ковшей 10—16), внутри которого помещен попе­речный ленточный конвейер 5. При поступательном движении гусе­ничного тягача / укрепленные на вращающемся роторе 7 ковши 8 с зубьями непрерывно разрабатывают траншею, поднимают разрыхленный грунт на поверхность и высыпают его на ленту поперечного отвального конвейера 5, отбрасывающего грунт в сто­рону параллельно траншее в отвал. Глубина отрываемой траншеи регулируется гидравлическим механизмом 3 подъема-опускания рабочего органа. Для рытья траншей с различными параметрами на один и тот же базовый тягач могут навешиваться сменные рабочие органы с различными шириной, диаметром и числом ков­шей ротора.

Усилие копания грунта складывается из окружного (касатель­ного) усилия на роторе, создаваемого его приводом, и усилия продольной подачи ротора, создаваемого при движении тягача. Скорость движения тягача (от 10 до 800 м/ч) и частота вращения ротора (от 7 до 10 об/мин) определяют толщину срезаемой ков­шами стружки и степень их наполнения. Размеры траншеи опре­деляются шириной ковшей и степенью заглубления в грунт рото­ра, подвешенного на тягах подъемного механизма.

10В. Конструкция режущего инструмента роторных траншейных экскаваторов

Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов в значительной степени определяют их производительность, надежность и долговечность.

Первым моделям отечественных экскаваторов была присуща расстановка рабочего инструмента по схеме /, называемой шах­матной расстановкой. При этом в забое одновременно находится большое число зубьев, в результате чего доля общего окружного усилия на роторе, приходящегося на зуб, незначительна и не позво­ляет ему разрабатывать плотные грунты. При разработке тран­шеи таким ротором каждый зуб срезает тонкую стружку, и при ее отделении преобладают деформации лобового сжатия и смятия грунта со значительными потерями мощности на трение контакти­рующей поверхности зубьев с забоем, поэтому такой способ раз­работки грунта является наиболее энергоемким.

Схеме 2, называется сту­пенчато-шахматной расстановкой. Согласно этой схеме, ковши на роторе разделяются на.две или три группы (в зависимости от диаметра ротора), причем в пределах каждой из них зубья на ковшах устанавливаются в определенном порядке, одинаковом с другой группой. При этом вся ширина забоя траншеи распре­деляется между зубьями каждой группы таким образом, что каж­дый зуб разрабатывает определенный, предназначенный только ему участок ширины забоя. В настоящее время рабочими органами такого типа оснащены все отечественные роторные траншейные экскаваторы, разраба­тывающие грунты I—IV категорий. Однако разработка более прочных грунтов (например, мерзлых) ротором с расстановкой зубьев по схеме 2 все же затруднительна. Для этой цели приме-

няется сменный ротор, предназначенный для разрушения проч­ных и мерзлых грунтов методом «крупного скола», иллюстрируе­мый схемой 3. По этой схеме расстановка зубьев на ковшах ро­тора осуществляется в ступенчато-шахматном порядке с той лишь разницей, что ковши на роторе составляют только одну группу и в каждой линии реза (ряду) работает только один зуб, срезаю­щий стружку большого сечения.

Доведение общего числа зубьев на роторе и в забое до ми­нимально возможного обусловливает снижение потерь на трение и снятие грунта, повышает долю общего усилия, приходящегося на зуб, и обеспечивает таким образом эффективную работу экска­ваторов в тяжелых грунтовых условиях при полной глубине про­мерзания в траншее.

Применявшийся прежде зуб представлял собой изогнутую пластину из пружинной стали марки 60С2, расширенную в ра­бочей части и крепящуюся к ковшу двумя болтами. При этом замена изношенного зуба была затруднительна ввиду деформации и коррозии болтового соединения. Для предотвращения выпадения зуба при транспортном ходе экскаватора в отверстия на ковше его хвостовой части встав­ляется шплинт.

Эффективность работы роторного траншейного экскаватора зависит от геометрии режущего инструмента. Геометрия зуба-резца определяется углами, образованными его профильными плоскостями с линией реза, а также его шириной и вылетом. Ли­ния реза является касательной к траектории движения инстру­мента. Угол резания для зубьев роторного траншейного экскаватора выбирается в пределах 6 = 40-5-45°, а задний угол а=8ч-15°. Прочность зуба определяется углом заострения р, шириной ре­жущей кромки b и вылетом зуба. Увеличение вылета приводит к нарастанию изгибающего момента на зубе, а уменьшение — к возможности разработки грунта кромкой ковша. Распределение напряжений на режущей кромке зубьев опре­деляет характер износа их в плане.