Глава 15. Экскаваторы непрерывного действия

15.1. Общие сведения

Экскаваторами непрерывного действияназывают 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 определен­ным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений: относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траек­тории относительно несущей рамы и переносного — перемеще­нием рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который грунт по­ступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматиза­цию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и ха­рактеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его ра­ботой и оперативному ручному управлению в экстремальных си­туациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т. п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскавато­рами, управление рабочим процессом которых требует постоян­ного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одно­ковшовыми является более полное использование во времени ус­тановленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая произ­водительность.

Экскаваторы непрерывного действия (рис. 15.1) классифици­руют по следующим признакам:

Рис. 15.1. Виды экскаваторов непрерывного действия:

з — роторный траншейный; б — цепной траншейный; в — скребковый для узких граншей; г — фрезерный; д — роторный для засыпки траншей; е — роторный поперечного копания; ж — цепной поперечного копания

по назначениюили виду выполняемых работ — траншейные — идя рытья и засыпки траншей, карьерные— для добычи строи­тельных материалов в карьерах, строительно-карьерные —для мас­совых земляных работ в строительстве;

по типу рабочего органа — роторныеи цепные', по способу копания — продольного,когда относительное и пе­реносное движение совершается в одной плоскости, и поперечно­го копания —в противном случае. Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др.).

Траншейными экскаватораминазывают землеройные машины непрерывного действия с рабочим органом продольного копания, Применяемые для рытья траншей — выемок большой протяжен­ности по сравнению с размерами их поперечных сечений.

В зависимости от типа рабочего органа различают роторныеиЦепныетраншейные экскаваторы. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные

экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламенти­рованы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т.п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цеп­ные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практиче­ской глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6 м.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработ­ки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонт- но-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экска­ватор наиболее полно реализует свои технологические возможно­сти при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля од­ноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи,входящая в его индекс. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м; ЭТЦ-165 — экскава­тор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6 м. Основными параметрами служат масса экскаватора, мощность двигателя и др.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудо­вания, соединенных между собой по полуприцепной(большинство роторных экскаваторов) или навесной(малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскавато­ры) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экс­каваторов используют обычно гусеничные или колесные тракто­ры с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из трак­торных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схе­му тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракто­рами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмака­ми этим достигается уменьшение давления на грунт (50... 80 кПа), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает этрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины соткосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установлен­ный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экс­каваторы.

Техническая производительность траншейных экскаваторов

П_т= />_п, (15.1)

гдеП_т— производительность траншейных экскаваторов, м³/ч;F_w— площадь поперечного сечения траншеи, м²; v_n— скорость пода­чи, м/ч.