Глава 14. Одноковшовые экскаваторы

14.1. Общие сведения

Одноковшовыми экскаватораминазывают позиционные земле­ройные машины цикличного действия, оборудованные ковшо­вым рабочим органом. Рабочий цикл одноковшового экскаватора состоит из последовательно выполняемых операций копания грун­та, его перемещения к месту отсыпки, разгрузки ковша с отсып­кой грунта в отвал или транспортное средство и возвращения ковша на позицию начала следующего рабочего цикла. В совокупности перечисленные операции еще называют экскавацией. После отра­ботки элемента забоя (части грунтового массива в пределах дося­гаемости рабочего оборудования или, по условиям эффек­тивного использования технологических возможностей экскава­тора, несколько меньше) экскаватор перемещают на новую по­зицию. Совокупность рабочих циклов на одной позиции экскава­тора вместе с его перемещением на новую позицию образует боль­шой цикл.

Одноковшовые экскаваторы классифицируют: по назначению: строительные — для производства земляных ра­бот, погрузки и разгрузки сыпучих материалов; строительно-ка- рьерные — для тех же работ и, кроме того, для разработки ка­рьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых открытым способом; карьерные — для работы в карьерах; вскрыш­ные — для снятия верхнего слоя грунта или горной породы перед карьерной разработкой; туннельные и шахтные — для работы под землей при строительстве подземных сооружений и разработке Полезных ископаемых;

по виду рабочего оборудования: прямая и обратная лопаты — для разработки грунта соответственно выше и ниже уровня стоянки экскаватора; драглайн — для разработки котлованов, траншей и каналов, погрузки и разгрузки сыпучих материалов, вскрышных работ; грейфер — для отрывки глубоких выемок; планировщик — Для планировки горизонтальных поверхностей и откосов;

по исполнению рабочего оборудования: канатные — с гибкой под­веской; гидравлические — с жесткой подвеской рабочего обору­дования;

по виду ходовых устройств: пневмоколесные, в том числе с Использованием автомобильной или тракторной баз, а также спе­циальных шасси автомобильного типа; гусеничные; шагающие — для мощных драглайнов большой массы;

по возможности вращения поворотнойчасти: полноповоротные и неполноповоротные;

по числу установленных двигателей', одно- и многомоторные.

Кроме перечисленных выше видов оборудования одноковшо­вые экскаваторы могут иметь крановое, сваебойное, трамбовоч­ное и другое сменное оборудование. Экскаваторы, имеющие толь­ко один вид рабочего оборудования, называют специальными, а укомплектованные сменными видами рабочего оборудования — универсальными. К последним относится большинство строитель­ных одноковшовых экскаваторов.

Строительные экскаваторыпредназначены для разработки грун­тов до IV категории включительно без предварительного разрых­ления, а также более прочных грунтов, включая мерзлые и скаль­ные, после их разрыхления другими средствами.

Жесткое сочленение элементов рабочего оборудования гидрав­лических экскаваторов позволяет более полно по сравнению с канатными экскаваторами использовать вес машины для реализа­ции больших усилий на зубьях ковша при оборудовании обратной лопаты и грейфера, благодаря чему основным видом рабочего оборудования этих экскаваторов стала обратная лопата, а не пря­мая, как у канатных машин. Гидропривод обеспечивает рабочему оборудованию большую маневренность и универсальность, по­зволяет выбирать более рациональные рабочие движения, обес­печивает передачу движения от двигателя рабочему органу, в том числе с преобразованием вращательного движения в поступатель­ное. Благодаря существенным преимуществам перед канатными машинами гидравлические экскаваторы в общем объеме произ­водства одноковшовых экскаваторов в нашей стране составляют более 80 %.

Гусеничные и шагающие ходовые устройства служат как для перемещения экскаватора на новую стоянку, так и в качестве опорной базы для передачи нагрузок на грунт при экскавации. Пневмоколесные ходовые устройства используют в основном толь­ко для передвижения, а при работе экскаватора его устанавлива­ют на выносные опоры, разгружая ходовую часть.

Большинство одноковшовых экскаваторов являются полнопо­воротными. К неполноповоротным относятся экскаваторы неболь­шой мощности на базе пневмоколесных тракторов или коротко- базовых погрузчиков (в основном миниэкскаваторы),а также на базе универсальных мотоблоков (микроэкскаваторы).

Строительные экскаваторы оборудуют преимущественно одно- двигательной силовой установкой с механической, гидромехани­ческой или гидравлической трансмиссиями. Карьерные и вскрыш­ные экскаваторы, а также шагающие драглайны оборудуют, в ос- ■{овном, многомоторным электроприводом постоянного тока с ■дотанием от сети высокого напряжения.

Главным параметромодноковшового экскаватора является его *асса, в соответствии с которой экскаваторы подразделяются на размерные группы (табл. 14.1), характеризуемые определенным на- 5ором основных параметров (мощностью силовой установки, вме- ггимостью ковша, усилием на его зубьях, размерами рабочей зоны, тродолжительностью рабочего цикла, скоростями передвижения, истотой вращения поворотной платформы, преодолеваемыми ук- юнами, удельным давлением на грунт или нагрузкой на ось, га- Заритными размерами и др.). Одноковшовые универсальные экс-саваторыкомплектуют несколькими сменными ковшами различ­иях вместимостей для более полного использования энергетичес- сих возможностей силовой установки при разработке различных то прочности грунтов, а также другими видами сменного рабоче- х> оборудования.

Отечественные универсальные экскаваторы обозначают индек- -.амитипа ЭО-ОООО, в которых первый нуль после буквенной час- ги заменяют цифрами, обозначающими размерную группу; второй *уль — индексом типа ходового оборудования (1 — гусеничное, 2 — усеничное с увеличенной опорной поверхностью, 3 — пневмоко- гесное, 4 — специальное шасси автомобильного типа, 5 — шасси ■рузового автомобиля, 6 — на базе трактора и т.д.); третий нуль — индексом типа подвески рабочего оборудования (1 и 2 — соответ­ственно с гибкой и жесткой подвеской, 3 — телескопическое ра- 5очее оборудование); последний нуль — номером модели экска­ватора. Например, ЭО-4123 означает: экскаватор строительный универсальный четвертой размерной группы с гусеничным ходо- шм устройством, жесткой подвеской рабочего оборудования, гретьей модели. Очередную модернизацию и климатическое ис- толнение, как и для стреловых кранов, обозначают буквами рус­ского алфавита.

Таблица 14.1

Размерные группы универсальных одноковшовых экскаваторов

Группа	Масса экскаватора, т
	свыше	до
1	—	6,3
2	6,3	10
3	10	18
4	18	32
5	32	50
6	50	71

Техническую производительностьодноковшовых экскаваторов как наибольшую среднюю производительность за 1 ч работы опреде­ляют следующим образом:

П_т = 3600?*_н/[Ар +

где П_т— техническая производительность, м³/ч; q —вместимость ковша, м³; к_И— коэффициент его наполнения; к^ — коэффици­ент разрыхления грунта (см. табл. 13.1); /_ц— продолжительность рабочего цикла, с; /_пер— продолжительность одной передвижки экскаватора на новую позицию, с; л_ц— число рабочих циклов на одной позиции.

Эксплуатационная производительностьучитывает продолжитель­ность периода работы экскаватора Т_ри его использование во вре­мени

П_э= П_ТГ_Р&_В,

где П_э— эксплуатационная производительность, м³/сутки, м³/мес, м³/год; Т_р— продолжительность работы экскаватора, ч; к_в— ко­эффициент использования по времени (при односменной работеА, = 0,2 ...0,25).