§ 7.2. Технологическая характеристика роторных экскаваторов.

Рабочим органом роторных экскаваторов является роторное колесо с ковшовыми емкостями 40 – 4000 литра.

По способу разгрузки роторы разделяются на гравитационные и инерционные.

Диаметр роторных колес 2,5 – 18 м.

По технологическим признакам роторные экскаваторы классифицируются следующим образом:

1. По производительности:

• малой производительности (630 м³/час);

• средней производительности (630 – 2500 м³/час);

• большой производительности (2500 – 5000 м³/час);

• сверхмощные (более 5000 м³/час).

2. По удельному усилию копания:

• с нормальным усилием копания (0,45 – 0,7 мПа);

• с повышенным усилием копания (0,85 – 2,1 мПа).

3. По способу черпания:

• верхнего черпания;

• нижнего черпания.

4. По способу подачи ротора на забой:

• с выдвижной стрелой;

• с не выдвижной стрелой.

5. По типу ходового оборудования:

• на гусеничном ходу;

• на рельсовом ходу;

• на шагающе-рельсовом ходу;

• на рельсово-гусеничном ходу.

6. По типу разгрузочного устройства:

• с разгрузочной консолью;

• с соединительным мостом.

Большинство роторных экскаваторов работают с верхним черпанием. При нижнем черпании забой должен быть весьма пологим.

Забой роторного экскаватора может быть продольным (фронтальным) или торцевым.

Фронтальный забой используется в редких случаях – при раздельной выемке.

Cхема работы неповоротного роторного экскаватора по откосу уступа по откосу уступа подобна схеме работы цепного многоковшового экскаватора. При этом экскаватор передвигается вдоль фронта уступа и разрабатывает его горизонтальными слоям (а.). Горизонтальные усилия при черпании породы по этой схеме преодолеваются ходовым устройством, что сопряжено со значительными затратами электроэнергии и повышенным износом ходовых частей. По такой схеме работают чаще всего роторные экскаваторы на железнодорожном ходу, встроенные в транспортно отвальные мосты.

Работа поворотных роторных экскаваторов по откосу уступа характеризуется разделением фронта работ на ряд блоков с криволинейной поверхностью (б.). При отработке уступа по данной схеме длина блока, отрабатываемая экскаватором из одного положения по всей высоте уступа, определяется суммарным углом поворота роторной стрелы ω и составляет:

где - максимальный радиус черпания роторного экскаватора, м.

Затем экскаватор передвигается вдоль фронта на величину блока и цикл повторяется.

Торцевой забой типичен для роторных экскаваторов на гусеничном и шагающе-рельсовом ходу. Отработка его производится с непрерывным поворотом роторной стрелы в горизонтальной плоскости и периодическом в вертикальной плоскости.

Схема расположения забоя в торце уступа широко распространенна в случае применения роторных экскаваторов на гусеничном и шагающе-рельсовом ходу. При работе роторных экскаваторов с верхним черпанием в торцевом забое ширина заходки зависит от конструкции разгрузочного устройства. При консольном разгрузочном устройстве небольшой длины ширина заходки по фронту работ ограничивается параметрами рабочего оборудования (в.). Наличие разгрузочного устройства мостового типа или специального перегружателя для передачи породы от экскаватора к

транспортным средствам позволяет отрабатывать уступ при увеличенной ширине заходки (панелями). Панель включает ряд параллельных заходок, отрабатываемых при постоянном положении транспортных коммуникаций (конвейера или железнодорожных путей) вдоль фронта уступа.

Выемка породы производится вертикальными или горизонтальными стружками. По виду и последовательности отработки забоя различают выемку вертикальными однорядными и многорядными стружками, горизонтальными стружками и комбинированным способом.

В мягких устойчивых породах целесообразна валовая выемка многорядными вертикальными стружками. Выемка комбинированными способами эффективна при малоустойчивых породах (при создании пологого уступа).

Основными линейными параметрами забоя роторного экскаватора помимо высоты слоя выемки h является высота уступа (Н_у), ширина заходки (А), угол откоса уступа.

При выемке вертикальными стружками максимальная высота уступа определится:

где - длина роторной стрелы, м;

- высота закрепления шарнира стрелы, м;

- угол подъема стрелы экскаватора, град.

- диаметр роторного колеса.

При работе горизонтальными стружками максимально допустимая высота уступа должна быть принята меньшей на высоту первого слоя h₁ по сравнению с работой вертикальными стружками.

Угол откоса уступа α и угол забоя α₁ должны приниматься в соответствии с физико-механическими свойствами разрабатываемых пород.

Максимальная ширина заходки роторного экскаватора составит:

где - расстояние от опорного шарнира роторной стрелы до оси вращения экскаватора, м;

- угол поворота роторной стрелы в сторону уступа;

- угол поворота роторной стрелы в сторону выработанного пространства;

и углы соответственно подъема и опускания стрелы.