Учебное пособие 2083

2

УДК 621.8 (07) ББК 39.311-06-5я7

Составитель Ю. М. Бузин

Машины для землеройных работ (раздел «Экскаваторы») : метод.

указания к лаб. и практич. занятиям для студ. спец. 190205 и бакалаврам техн. и технол. направл. 190100 / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: Ю. М. Бузин. –

Воронеж, 2010. – 43 с.

Включают пять тем, которые служат основой для проведения лабораторных и практических занятий.

Целью занятий является углубление и закрепление лекционного материала по данному курсу и приобретение практических навыков по его использованию.

Предназначены для проведения лабораторных и практических занятий со студентами специальности 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и бакалаврами техники и технологии 190100 «Наземные транспортные системы».

Ил. 26. Табл. 6. Библиогр.: 4 назв.

УДК 621.8 (07) ББК 39.311-06-5я7

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент – Ю. И. Калинин, канд. техн. наук, доцент кафедры транспортных машин

Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

3

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания позволяют более подробно изучить рабочий процесс, основные типы и общее устройство строительных экскаваторов, входящих в класс машин для земляных работ, а также приобрести навыки в расчётах основных параметров рабочих органов этих машин.

Все пять тем связаны с лабораторными занятиями. Четвертая и пятая темы посвящены также и практическим занятиям. Расчеты выполняются для реальных моделей экскаваторов.

ТЕМА № 1. ИЗУЧЕНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА, ОБЩЕГО УСТРОЙСТВА, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ И РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ОДНОКОВШОВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

1.1. Цель работы

Целью работы является подробное изучение рабочего процесса, общего устройства, исполнительных механизмов и рабочего оборудования канатных и гидравлических одноковшовых строительных экскаваторов. При этом делается акцент на их особенностях, различиях и основных направлениях развития. Данная тема оформляется как лабораторная работа.

1.2. Общие сведения по работе

Экскаватор – землеройная машина ковшового типа. Строительные экскаваторыпредназначеныдляразработкигрунтовдочетвертойкатегориивключительно.

1.2.1. Рабочий процесс

Спецификой рабочего процесса одноковшового экскаватора является его цикличность. Рабочий цикл состоит из следующих последовательно выполняемых основных операций:

1)рыхление грунта и захват его ковшом (копание);

2)перемещение грунта в ковше к месту укладки путем поворотного движения рабочего оборудования;

3)выгрузка грунта из ковша в транспортное средство или в отвал путем его раскрывания, поворота или опрокидывания;

4)возвратное движение рабочего оборудования в зону копания.

Уэкскаватора с рабочим оборудованием нижнего копания (обратная лопата и драглайн) помимо основных операций рабочий цикл включает дополнительные, связанные с подъемом рабочего оборудования выше уровня стояния машины перед поворотом его на выгрузку и с опусканием его на дно траншеи или выемки перед началом копания.

1.2.2. Общее устройство одноковшового экскаватора

Основными функциональными элементами экскаватора (рис. 1.1) являются: 1) ходовое оборудование, включающее нижнюю раму с движителем (гусеничным или пневмоколесным), верхнюю раму с опорно-поворотным устрой-

ством и привод;

4

2)поворотная платформа с силовой установкой, кабиной машиниста и механизмами;

3)рабочее оборудование.

1.2.3. Механизмы одноковшового экскаватора

Основными исполнительными механизмами одноковшового экскаватора являются:

1)ходовой механизм (механизм передвижения);

2)поворотный механизм;

3)механизмы управления рабочим оборудованием.

1.2.4. Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов

Одноковшовый строительный экскаватор является универсальной землеройной машиной, поэтому в его комплектность входит основное и дополнительное сменное оборудование.

Основным рабочим оборудованием одноковшового канатного экскаватора являются прямая и обратная лопаты, драглайн, кран, грейфер. Первые три типа рабочего оборудования – землеройные, причем главным из них является прямая лопата, а последние два используют для погрузочно-разгрузочных работ со штучными грузами (кран) и сыпучими материалами (грейфер).

Основные типы рабочего оборудования гидравлического экскаватора – обратная и прямая лопаты. Главный из них – обратная лопата.

1.2.4.1. Прямая лопата канатного экскаватора

Экскаватор с рабочим оборудованием прямая лопата (рис. 1.2) включает в себя стрелу 1, рукоять 2, ковш 3. Механизмы управления рабочим оборудованием делятся на подъемный, напорный и стрелоподъемный. Подъемный механизм включает в себя полиспаст 5, лебедку 6 и служит для подъема ковша 3 в процессе копания грунта. Напорный механизм 4 управляет движением рукояти 2, регулируя в процессе копания толщину срезаемой стружки грунта. Стрелоподъемный механизм включает в себя полиспаст 7, лебедку 8 и служит для управления стрелой 1, регулируя угол ее установки αс.

Процесс копания грунта осуществляется одновременной работой подъемного (Vп) и напорного (Vн) механизмов. Главным из них является подъемный. Стрела при копании грунта остается неподвижной, обеспечивая при заданном значении угла установки αс соответствующие параметры копания – максимальные высоту Нк и радиус Rк.

1.2.4.2. Обратная лопата канатного экскаватора

Экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата (рис. 1.3) применяется для разработки грунта ниже уровня стояния машины – рытье траншей, котлованов, выемок. Рабочее оборудование (рис. 1.3) включает в себя стрелу 1, рукоять 2, ковш 3 и дополнительную переднюю стойку 4. Механизмами управления рабочим оборудованием являются тяговый, подъемный и механизм управления стойкой 4. Тяговый механизм включает в себя полиспаст 5, лебедку 6 и служит для управления поворотом рукояти 2 с ковшом

5

3 относительно шарнира Ор в процессе копания грунта. Подъемный механизм включает в себя полиспаст 7, лебедку 8 и служит для управления поворотом стрелы 1 вместе с рукоятью и ковшом относительно шарнира Ос как в процессе копания грунта, так и при подъеме-опускании рабочего оборудования. Стойка 4 при копании грунта остаётся неподвижной. Механизм управления ею включает лебедку 10 и полиспаст 9.

Разработка грунта осуществляется работой тягового (Vт) и подъёмного (Vп) механизмов.

Главными параметрами копания являются максимальная глубина копания Нк и максимальный радиус копания Rкс на уровне стояния машины.

Рис. 1.1. Одноковшовый экскаватор:

а) с оборудованием прямая лопата; б) с оборудованием обратная лопата

7

6

Рис. 1.2. Кинематическая схема рабочего оборудования прямая лопата канатного экскаватора

8

7

Рис. 1.3. Кинематическая схема рабочего оборудования обратная лопата канатного экскаватора

9

8

Рис. 1.4. Кинематическая схема рабочего оборудования драглайн