4.2 Машины для забойки скважин.

Применяют машины ЗС-1, СУЗН-1 и др. Машина ЗС-1 предназначена для транспортирования забоечного материала на уступы карьеров и механичной подачи его в скважину.

Машина ЗС-1 состоит из бункера (1) емкостью 5м³, скребкового конвейера (2), трансмиссии, погрузочного устройства (3) и системы обогрева стенок бункера (4). Загружается машина с помощью грейферного грузчика (5). Производительность забойки регулируется заслонкой с приводом. Производительность машины – 27 м³/час.

Л

Модуль 2.

екция 11

5. Экскаваторы

Экскаватором называется машина, предназначенная для зачерпывания (экскавации), горной массы и перемещения ее в ковше (черпаках) для погрузки в транспортные средства или в отвал.

Экскаватор может иметь один или несколько ковшей. Экскаваторы с одним ковшом называются одноковшовым. Они относятся к машинам периодического действия, т.к. выполняют все операции рабочего цикла последовательно.

Экскаваторы с числом ковшей больше одного называются многоковшовыми. Все операции рабочего цикла они совмещают во времени и выполняют одновременно, поэтому они относятся к машинам непрерывного действия.

Одноковшовые экскаваторы применяются для разработки мягких пород (f<2-3) непосредственно в целике и крепких скальных породах после их предварительного рыхления буровзрывным способом.

Многоковшовые экскаваторы применяются обычно для разработки мягких пород(f<1-2) непосредственно в целике.

5.1 Одноковшовые экскаваторы

5.1.1. Классификация одноковшовых экскаваторов

Любой экскаватор состоит из следующих основных частей.

1. Рабочего оборудования. 2. Механического оборудования. 3. Ходового

Оборудования. 4. Силового оборудования. 5. Кузова и рамы.

По конструкции рабочего оборудования экскаваторы делятся на две большие группы:

І. Экскаваторы, имеющие жесткую связь ковша с машиной посредством рукояти и стрелы. Ковш такого экскаватора движется по принудительной траектории, независящей от физико-механических свойств породы. В эту группу входят экскаваторы: а) с прямой лопатой; б) с обратной лопатой; в) со стругом; г) с копром.

ІІ. Экскаваторы с ковшом, имеющем гибкую связь с машиной при помощи канатов. Траектория движения ковша зависит от свойств породы, веса ковша и его конструкции. К этой группе относятся: а) драглайны; б) грейферы; в) обратный скребок; г) кран; д) корчеватель пней.

В горной промышленности в основном применяются экскаваторы с рабочим оборудованием в виде прямой лопаты и драглайны.

По типу ходового оборудования экскаваторы могут быть:

а) гусеничные; б) шагающие; в) пневмоколесные; г) колесно-рельсовые (железнодорожные); д) плавучие.

На открытых работах применяют, в основном, гусеничные и шагающие экскаваторы.

По мощности, условно измеряемой емкостью ковша, экскаваторы делят на:

малой мощности (q=0,25 - 2,0м³);

средней мощности (q=2,0 - 6,0м³);

большой мощности (q=6,0 - 100,0м³).

По типу силового оборудования экскаваторы делят на:

электрические;

дизельные;

с комбинированным приводом (дизель-электрические, дизель-гидравлические, электро-гидравлические).

По ГОСТ 9693-67 экскаваторы делятся на 4 типа:

тип С – строительные: ЭСГ – гусеничные, ЭСК – колесные, q=0,25 - 2,0м³, m<200т. Типы: Э-652, Э-1251, Э-2001.

Тип К – карьерные ЭКГ – гусеничные, q=4 - 20м³, m= 400-1000т, ЭКГ-4У, ЭКГ-5А, ЭКГ-6,3У, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-12,5У, ЭКГ-20.

Тип В – вскрышные: ЭВГ – гусеничные, q=6 - 35м³, m= 500-3000т, типы:

ЭВГ-6, ЭВГ -15, ЭВГ-35.

Тип Ш – шагающие (вскрышные), q=6 - 100м³, m= 300-3500т, типы: ЭШ-6/60, ЭШ-10/70, ЭШ-20/55 (НКМЗ), ЭШ-15/90А, ЭШ-25/100, ЭШ-40/85, ЭШ-100/100 (ПО «Уралмаш»).

5.1.2. Конструктивные схемы и принцип действия одноковшовых экскаваторов.

А. Прямые лопаты. Различают 4 вида рабочего оборудования прямой лопаты:

1. Напорная прямая лопата с выдвижной рукоятью;

2. Коленчато-рычажная прямая лопата;

3. Гидравлическая прямая лопата;

4. Безнапорная прямая лопата.

Напорные лопаты с выдвижной рукоятью могут иметь 2 вида напорных механизмов: а) зубчато-реечный; б) канатный

Рис. Общая схема устройства прямой лопаты с выдвижной рукоятью и зубчато-реечным механизмом напора: 1 – ковш; 2- рукоять; 3 - 1 – ковш; 2- рукояти; 3 - седловой подшипник; 4 – опорная пята; 5- канат подвески стрелы (канат стреловидного полиспаста или вантовые канаты); 6 - стрела; 7 - подвеска ковша (коромысло); 8 - головные блоки; 9 – зубчатая рейка; 10 - кремальерная (напорная) шестерня; 11 - подъемный канат; 12 - подъемная лебедка

Напорное усилие ковша на забой осуществляется кремальерной шестерней 8 находящейся в зацеплении с рейкой 6, жестко закрепленной на рукояти 5.

Рабочий цикл экскаватора включает:

• Черпание горной породы;

• Поворот ковша к месту разгрузки;

• Разгрузку ковша;

• Возвращение рабочего оборудования в исходное положение.

Рассмотренную конструктивную схему имеют экскаваторы ЭКГ-4,6, ЭКГ-5А, ЭКГ-20.

Основные её недостаток – большой вес рабочего оборудования из-за расположения напорного оборудования на стреле. Основное достоинство – жесткость напора, позволяющая разрабатывать более крепкие и кусковатые горные породы.

Рис. Общая схема устройства прямой лопаты с выдвижной рукоятью и с канатным механизмом напора: 1 – ковш; 2- рукоять; 3 - направляющие блоки; 4 – опорная пята; 5 - подкос; 6 – головной блок; 7 - подъемный канат; 8 – стрела; 11 - напорная лебедка; 12 - напорный канат; 13 - поворотный канат; 14 –седловой подшипник; 15,16 – полублоки; 17- подъемная лебедка

Принцип работы: выдвижение и возврат рукояти осуществляется напорной лебедкой через напорный и возвратный канаты. Ввиду того, что напорная лебедка находится на поворотной платформе вес рабочего оборудования экскаватора с канатным механизмом напора меньше , чем у экскаватора с зубчато-реечным напором. Это является основным его достоинством.

Основной недостаток – недостаточная жесткость рабочего оборудования из–за растяжения канатов напора. Это приводит к повышению вибрации всех элементов конструкции экскаватора и снижению надежности их работы.

Эта схема получила широкое распространение, по ней изготавливаются экскаваторы ЭКГ-5, ЭКГ-6,3У, ЭКГ-8И, ЭКГ-10 и др.

5.1.3.Коленчато-рычажные прямые лопаты

Коленчато-рычажные лопаты имеют две основные схемы, которые различаются по виду рабочего оборудования:

• с напорной балкой и зубчато-реечным механизмом напора;

• с напорной балкой и канатным напором.

Принцип действия: при работе экскаватора рукоять совершает два движения: поворотное под действием подъемного каната и поступательное под действием напорного механизма. Траектория резания образуется сочетанием указанных движений.

Конструктивная схема коленчато-рычажной прямой лопаты

с зубчато-реечным механизмом напора

1 – ковш; 2 – подъемный канат; 3 – головные блоки; 4 – стрела; 5 – рукоять; 6 – балансир;

7 – напорная балка; 8 – зубчато-реечный напор; 9 – подъемная лебедка.

Конструктивная схема коленчато-рычажной прямой лопаты

с канатным напором

1 – рукоять; 2 – стрела; 3 – балансир; 4 – напорная балка; 5 – напорная лебедка; 6 – возвратный канат; 7 – напорный канат; 8 – отклоняющие блоки; 9 – седловой подшипник, 10 – подъемная лебедка.

Канатный механизм напора на этих экскаваторах не имеет тех преимуществ по сравнению с зубчато-реечным, что у карьерных прямых лопат, т.к. оба типа напора располагаются на поворотной платформе. Наличие напорной балки и балансира позволяет уменьшить вес рукояти и увеличить радиус черпания экскаватора.