СтройМаш. Лекции

Продукт их деятельности – РАЗРАБОТАННЫЙ ГРУНТ. Он укладывается в отвал рядом с отрытой выемкой или карьером или погружается в транспортные средства для его перевозки.

27.2.1. Одноковшовые экскаваторы

Одноковшовыми ЭКСКАВАТОРАМИ называют позиционные землеройные машины ЦИКЛИЧНОГО действия, оборудованные КОВШОВЫМ рабочим органом.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ:

-ТВЭКС (г.Тверь), КРАНЭКС (г. Иваново) и др.

-Liebherr (Германия); JCB (Великобритания); VOLVO (Швеция); CATERPILLAR (США), NEW HOLLAND (США), HITACHI (Япония), KATO (Япония), KOMATSU (Япония), и др.

Одноковшовые экскаваторы КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ: по назначению; по виду, способу подвески и виду исполнения рабочего оборудования; по типу ходового устройства; по исполнению опорно-поворотного устройства; по типу привода

Одноковшовые экскаваторы по назначению:

-строительные;

-карьерные;

-туннельные и шахтные;

-вскрышные;

-строительно-карьерные;

Одноковшовые экскаваторы по виду рабочего оборудования:

-прямая лопата;

-драглайн;

-планировщик;

-грейфер;

-обратная лопата;

Одноковшовые экскаваторы по способу подвески рабочего оборудования:

-с гибкой подвеской (на канатных полиспастах);

-с жесткой подвеской (с помощью гидроцилиндров);

Одноковшовые экскаваторы по виду исполнения рабочего оборудования:

-с шарнирно-рычажным оборудованием;

-с телескопическим рабочим оборудованием; Одноковшовые экскаваторы по типу привода:

-с одномоторным приводом (механическим и гидромеханическим);

-с многомоторным приводом (гидравлическим и электрическим); Одноковшовые экскаваторы по типу ходового оборудования:

-гусеничные;

-нормальные;

-пневмоколёсные;

-на шасси автомобиля;

-прицепное ходовое устройство;

-на тракторе;

-спецшасси автомобильного типа;

-гусеничные уширенные;

Одноковшовые экскаваторы по исполнению опорно-поворотного устройства:

-полноповоротные;

-неполноповоротные.

Основные ПАРАМЕТРЫ экскаваторов:

-вместимость ковша q, м3;

-радиус капания RК – расстояние от оси вращения поворотной части экскаватора до наиболее удаленной точки режущего контура ножей ковша, м;

-радиус выгрузки RВ – расстояние от оси вращения поворотной части экскаватора до вертикальной линии, проведенной через нижнюю точку ковша, м;

-высота копания HК – расстояние от уровня стоянки экскаватора до режущего контура ковша при копании грунта выше уровня стоянки, м;

-высота выгрузки HВ – расстояние от уровня стоянки экскаватора до уровня нижней точки ковша, м.

Различают параметры экскаватора минимальные, максимальные и оптимальные.

Последние позволяют довести выработку экскаватора до максимальной.

Полноповоротный экскаватор на пневмоколёсном ходу с рабочим оборудованием «обратная» лопата с жесткой подвеской:

1 – бульдозерный отвал; 2, 4 – ведущие мосты;

3 – ходовая тележка с нижней рамой;

5– откидные опоры;

6– поворотная платформа;

7– опорно-поворотное устройство;

8– стойки-пилоны;

9– гидроцилиндр привода стрелы;

10– моноблочная стрела;

11– гидроцилиндр привода рукояти;

12– гидроцилиндр поворота ковша;

13– ковш;

14– рукоять;

15– кабина управления

Полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу с рабочим оборудованием «обратная» лопата с жесткой подвеской:

3 – ходовая тележка с нижней рамой;

6 – поворотная платформа;

7 – опорно-поворотное устройство;

10 – моноблочная стрела;

11– гидроцилиндр привода рукояти;

12– гидроцилиндр поворота ковша;

13– ковш;

14– рукоять;

15– кабина управления;

16– гусеничные тележки;

17– подрезные зубья;

18– коромысло;

19– гидроцилиндры привода стрелы

20– тяга

Полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу с рабочим оборудованием «прямая» лопата с гибкой подвеской:

1 – седловой подшипник;

2– стреловой канат;

3– стрела;

4– рукоять;

5– подъёмный канат;

6– ковш

Неполноповоротный экскаватор на пневмоколёсном ходу с рабочим оборудованием «обратная» лопата с жёсткой подвеской:

1 – гидроцилиндр выносных опор;

2– выносные опоры;

3– звёздочка;

4– цепь;

5– гидроцилиндр поворота колонки;

6– дышло;

7- бульдозерный отвал;

8 – гидроцилиндр привода отвала;

9 – рама трактора;

10 – поворотная колонка; 11 – рабочее оборудование (стрела; рукоять; ковш)

Полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу с рабочим оборудованием «драглайн» с гибкой подвеской:

1 – головной блок;

2– подъёмный канат;

3– блок;

4, 8 – цепи;

5– ковш;

6– тяговый канат;

7- блочно-роликовое устройство;

9– разгрузочный канат;

10– решётчатая стрела

Полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу с рабочим оборудованием «грейфер» с гибкой подвеской:

1– стрелоподъёмный полиспаст;

2– удлинённая решётчатая стрела;

3– подъёмный канат;

4– замыкающий канат;

5– двухчелюстной грейферный ковш;

6– канат от раскачивания

Полноповоротный экскаватор-планировщик на гусеничном ходу:

1– гидроцилиндр поворота рамы;

2– рама;

3– неподвижная секция;

4– гидроцилиндр выдвижения секции;

5– подвижная секция;

6– гидроцилиндр поворота ковша;

7– ковш

Сменные рабочие органы гидравлического экскаватора: а, б, в – ковши обратных лопат; г – ковш дренажных работ;

д – ковш для рытья узких траншей; в – ковш для планировочных работ; ж – зачистной ковш; з, и, к – погрузочные ковши;

л – бульдозерный отвал; м – многозубый рыхлитель; н – крановая подвеска; о – однозубый рыхлитель;

п - надставка для бокового смещения ковша

РАБОЧИЙ ЦИКЛ (т.н. ЭКСКАВАЦИЯ) состоит из последовательно выполняемых операций:

-копание грунта;

-перемещение грунта к месту отсыпки в пределах рабочего оборудования;

-разгрузка ковша с отсыпкой грунта в отвал или транспортное средство;

-возвращение ковша на начальную позицию.

После отработки элемента ЗАБОЯ экскаватор перемещается на новую позицию.

27.2.2. Индексация одноковшовых экскаваторов

Буквы ЭО означают - экскаватор одноковшовый универсальный. Четыре основные цифры индекса последовательно означают:

-размерную группу машины (8 групп, сейчас серийно выпускаются экскаваторы 2...6-й размерных групп);

-тип ходового устройства;

-конструктивное исполнение рабочего

оборудования (вид подвески); - порядковый номер данной модели.

РАЗМЕР экскаватора характеризуют масса машины, мощность применяемого двигателя, а также геометрическая вместимость основного ковша.

Например:

ЭО – 3322А

экскаватор одноковшовый универсальный

3-я размерная группа (m=12…19т, q=0,4…1м3)

пневмоколёсный ход с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской оборудования первая модернизация 1-я модификации

Ранее в индексы, применявшиеся для обозначения отечественных экскаваторов, закладывалась только ёмкость его основного ковша. Например, Э-652Б - экскаватор с ковшом ёмкостью 65 декалитров (0,65 м3), модель 2, вторая модернизация (Б).

27.2.3. Экскаваторы непрерывного действия

Экскаваторами НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал.

Рабочий ОРГАН экскаватора непрерывного действия оборудован несколькими КОВШАМИ, скребками или резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе – РОТОРЕ или замкнутой ЦЕПИ, располагая с определённым постоянным шагом. Для ОТСЫПКИ грунта используют специальное транспортирующее УСТРОЙСТВО, чаще – ленточный конвейер.

Экскаваторы непрерывного действия КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ: по назначению; по типу рабочего оборудования; по способу копания

Экскаваторы НД по назначению:

-траншейные;

-строительно-карьерные;

-карьерные;

Экскаваторы НД по типу рабочего органа:

-роторные;

-цепные;

Экскаваторы НД по способу копания:

-продольного копания;

-поперечного копания.

Остальные классификационные признаки – общие для строительных машин (тип привода, ходовое устройство и др.).

27.2.4. Траншейные экскаваторы Гусеничный траншейный экскаватор роторный с полуприцепным рабочим

оборудованием (I – рабочее положение; II – транспортное положение): 1, 3 – гидроцилиндры управления рабочим оборудованием;

4– отвальный конвейер;

5– поддерживающие ролики;

6– ротор;

7– гидроцилиндр управления лыжами;

8– лыжи с опорой на бровки;

9– задняя опора;

10– зачистной щит;

11– направляющие ролики;

12– ножевые откосники;

13– обечайка;

14– рабочая рама;

15– коленчато-рычажный механизм;

16– опорно-поворотное устройство;

17– дизельный двигатель;

18– днище ковша;

19– арка ковша (с зубьями или без);

20–кольца ротора (два)

Гусеничный траншейный экскаватор цепной: 1 – тягач; 2 – гидроцилиндр перемещения рабочего

оборудования; 3, 5 – тяги;

4 – отвальный конвейер (ленточный);

6 – лоток;

7– рабочее оборудование (рама, две ведущие звёздочки, приводной барабан, натяжные колёса, рабочая цепь, ковши или заменяющие их органы (зубья и скребки))

Пневмоколёсный траншейный экскаватор цепной (скребковый):

1– зачистной щит;

2– рабочее оборудование;

3– гидроцилиндр перемещения рабочего оборудования;

4– приводная звёздочка шнека;

5– винтовой конвейер (шнек);

6– приводная звёздочка;

7– скребки; 8 – резцы;

9– цепь;

10– натяжная звёздочка

27.2.5. Индексация многоковшовых экскаваторов

Первые две буквы ЭТ означают - экскаватор траншейный, а третья - тип рабочего органа (Ц - цепной, Р - роторный).

Три основные цифры индекса последовательно означают:

-первые две цифры – наибольшую глубину отрываемой траншеи (в дм);

-третья - порядковый номер модели.

Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т. д.) означает порядковую модернизацию машины, последующие - вид специального климатического исполнения

Например:

ЭТЦ-252А

экскаватор траншейный цепной рабочий орган глубина копания до 25дм модель вторая 1-я модернизация

29. Машины для разработки мёрзлых грунтов

Многолетнемерзлые грунты и грунты сезонного промерзания покрывают более 90° территории России. Глубина промерзания грунта составляет 1...2,5 м.

В современном строительстве разработку МЁРЗЛЫХ грунтов ведут в основном двумя способами – ВЗРЫВНЫМ и МЕХАНИЧЕСКИМ.

Взрывной (буро- и щелевзрывной) способ рыхления мёрзлых грунтов применяется, как правило, при больших объёмах работ на открытых, удаленных от сооружений площадках при глубине промерзания более 1м. В последнее время взрывной способ находит применение в стеснённых местах в условиях населённых пунктов. В этом случае используют локализаторы взрыва, не допускающие разлёта кусков грунта и повреждения сооружений.

Наибольшее распространение получил МЕХАНИЧЕСКИЙ способ разработки мёрзлых грунтов специальными машинами (более 80% общего объёма мёрзлых грунтов):

-машины для подготовки мёрзлых грунтов к последующей разработке землеройной техникой общего назначения;

-машины для непосредственной разработки мёрзлых грунтов.

Машины первой группы – РЫХЛИТЕЛИ на мощных тракторах, БАРОВЫЕ, ДИСКОВЫЕ и ЗЕМЛЕРОЙНО-ФРЕЗЕРНЫЕ машины, сменное рыхлительное оборудование к экскаваторам с гибкой и жёсткой подвеской рабочего оборудования и др.

Машины второй группы – ЦЕПНЫЕ и РОТОРНЫЕ траншейные экскаваторы, рабочие органы и скоростные режимы которых приспособлены для разработки мёрзлых грунтов с промерзанием на всю глубину траншеи.

РЫХЛИТЕЛИ применяют для послойной разработки прочных грунтов, включая мёрзлые, с последующей уборкой землеройно-транспортными или погрузочными машинами.

Рабочий орган рыхлителя имеет обычно один или три сменных зуба с литыми наконечниками из износостойкой стали, установленных с шагом 800…1020 мм. Зубья однозубых рыхлителей выполняют обычно неповоротными и жёстко закрепляют в несущей раме. Зубья трехзубых рыхлителей закрепляют в специальных кронштейнахфлюгерах, поворачивающихся в плане на угол 10±15°.

Бульдозер-рыхлитель:

1– шарнирно-сочленённая верхняя тяга;

2– гидроцилиндр регулировки угла наклона;

3– рабочая балка;

4– буфер для упора толкача;

5– рабочий орган (зуб);

6– накладка (противоизносная, сменная);

7– наконечник зуба;

8– нижняя тяга;

9 – гидроцилиндр подъёма и опускания зуба;

10 – опорная рама;

11 – гидросистема управления

Для разрушения мёрзлых грунтов с промерзанием на глубину до 0,5…0,7м ударными нагрузками применяют ШАР-МОЛОТЫ (массой 500кг и более) и КЛИН-МОЛОТЫ (массой 2000…3000кг и более), подвешиваемые к подъёмным канатам грузовых лебедок самоходно-стреловых кранов и экскаваторов, оборудованных крановыми стрелами.

Во время работы МОЛОТ подтягивается канатом к головке стрелы и сбрасывается с высоты 6…8м.

1 – стрела;

2– подъёмный канат;

3– падающий рабочий орган

Силовой принцип используется также при разработке мёрзлого грунта сменными рабочими органами одноковшовых гидравлических экскаваторов – зубьями-рыхлителями, захватно-клещевыми рабочими органами, гидро-молотами, активными фрезерными головками.

На экскаваторах врезание зуба-рыхлителя в мёрзлый грунт осуществляется под действием усилия гидроцилиндров и веса машины.

На захватно-клещевом органе с однозубым рыхлителем зуб может самостоятельно производить рыхление способом «снизу вверх»

На экскаваторах с захватно-клещевым органом рыхление производится зубьями (одним или тремя). Силы, возникающие в зубьях и ковше, направлены навстречу друг другу.

Гидромолот применяется на экскаваторах как сменный рабочий орган. Гидромолоты выпускаются с энергией удара 0,5…20 кДж, с частотой – до 1600 удар/мин.

Гидромолот состоит: из корпуса (в котором расположен цилиндр с поршнем, гидрораспределительное устройство с гидроаккумклятором); рабочего органа; узла крепления.

Вращающаяся ФРЕЗЕРНАЯ ГОЛОВКА непрерывного действия (активный рабочий орган) является также сменным рабочим оборудованием одноковшового гидравлического экскаватора.

Используется для послойного разрушения мёрзлого (или скального) грунта (до

25м3/ч).

Фрезерная головка непрерывного действия:

1– гидромотор;

2– рама;

3– сменные зубья;

4– корпус головки

Для выполнения больших объёмов работ на линейных объектах строительства применяют, как правило, высоко-производительные БАРОВЫЕ, ДИСКОВЫЕ и ЗЕМЛЕРОЙНО-ФРЕЗЕРНЫЕ машины.

Машина для послойного фрезерования мёрзлых грунтов: 1 – бульдозерное оборудование; 2 – противовес;

3– базовый трактор;

4– гидропривод рабочего органа;

5– редуктор отбора мощности и ходоуменьшителя;

6– предохранительная муфта;

7– верхняя тяга;

8– бортовой редуктор;

9– балка;

10– рабочий орган (широкозахватная фреза);

11– рама;

12– гидропривод подъёмаопускания;

13– гидропривод ходоуменьшителя (понижает рабочие скорости трактора)