5.6.3 Грейфер

Грейфер применяется реже, чем обратная лопата и драглайн, ввиду меньшей производительности. Например, при одинаковой вместимости ковша он примерно в 2 раза менее производителен, чем драглайн.

Основное достоинство грейфера состоит в том, что он разраба­тывает грунт точно под головой стрелы. Поэтому он удобен при перегрузке сыпучих и кусковых материалов и часто незаменим при разработке глубоких котлованов с отвесными стенками и под во­дой на плаву. Грейфер может производить выгрузку на большой высоте, так как его стрела может быть установлена под углом 60 – 70° к горизонту.

Грейфер состоит из стрелы 1, ковша 2 и оттяжного устройства 3 (рис. 16). Ковш подвешивается к блокам головной части стрелы при помощи двух канатов — поддерживающего 4 и замыкающего 5. Первый из них предназначен для поддержания ковша на весу при его разгрузке, а второй — для замыкания челюстей ковша при копании. Кроме того, оба каната участвуют в подъеме ковша с грунтом. Канаты наматываются соответственно на подъемный и тяговый барабаны лебедок экскаватора.

Ковш состоит из челюстей 9, оснащенных режущими инстру­ментами-зубьями, нижней обоймы полиспаста 8, корпус которой шарнирно соединен с челюстями, верхней обоймы полиспаста 6 и жестких металлических тяг 7, соединяющих верхнюю обойму с че­люстями при помощи шарниров, расположенных по концам тяг. Ковш грейфера в большинстве случаев имеет две челюсти, и только для выполнения специальных работ (например, погрузки крупно-обломочных материалов) ковш делается многочелюстным (спрут).

Рис. 16. Рабочее оборудование грейфера с канатно-блочной системой управления:

1-стрела; 2-ковш; 3-оттяжное устройство; 4-поддерживающий канат; 5-замыкающий канат; 6-верхняя обойма полиспаста; 7-жесткие металлические тяги; 8-нижняя обойма полиспаста; 9-челюсти

Особенность конструкции ковшей грейфера — их большая масса, которая придается ковшам не столько по соображениям повышения их прочности, сколько для обеспечения более надеж­ной работы и лучшего наполнения грунтом.

Оттяжное устройство предназначено для стабилизации поло­жения ковша и предохраняет его от чрезмерного раскачивания и закручивания замыкающего и поддерживающего канатов, так как такое закручивание может сделать ковш неуправляемым. Сущ­ность устройства состоит в том, что специальный удерживающий канат прикреплен одним концом к ковшу, а другим — к пружин­ному механизму или противовесу, укрепленному на стреле. При работе экскаватора пружинный механизм или противовес вытрав­ливает и выбирает удерживающий канат, обеспечивая его по­стоянное натяжение, достаточное для удержания ковша от вра­щения.

Рабочий процесс экскаватора с грейферным оборудованием протекает следующим образом (см. рис. 16).

Ковш устанавливается над местом копания. Отключается бара­бан замыкающего каната, ковш под тяжестью челюстей и нижней обоймы полиспаста раскрывается и повисает на поддерживающем канате в положении I, а затем быстро, но плавно опускается на грунт при притормаживании барабана поддерживающего каната. Далее поддерживающему канату дается небольшое ослабление для полного перенесения массы ковша на грунт, и одновременно включается барабан замыкающего каната. Натягиваясь, замыкаю­щий канат подтягивает друг к другу обоймы полиспаста, сдвигая челюсти. Последние врезаются в грунт и захватывают его (поло­жение II). При этом в зависимости от массы ковша и плотности грунта имеет место больший или меньший подъем нижней обоймы. Чем плотнее грунт и легче ковш, тем этот подъем больше и тем меньше грунта захватывается ковшом. Наматывающийся на бара­бан замыкающий канат закрывает челюсти и поднимает ковш (положение III). Одновременно слабым включением муфты вто­рого барабана выбирается ослабление поддерживающего каната, и экскаватор поворачивается на выгрузку. Желательно, чтобы поддерживающий канат участвовал в подъеме ковша. Это сни­жает усилия в разгрузочном канате, продлевает срок его службы. При подходе к месту выгрузки оба барабана заторможены. На ме­сте выгрузки тормоз барабана замыкающего каната освобожда­ется, нижняя обойма опускается, ковш повисает на поддерживаю­щем канате и раскрывается (положение IV).

Продолжительность цикла экскаватора с грейфером на 25— 30 % больше, чем при работе с драглайном. Поскольку и наполне­ние ковша грейфера на 25—40 % меньше, чем у драглайна, его производительность, как уже отмечалось, примерно в 2 раза усту­пает производительности драглайна. Максимальная глубина копа­ния экскаватора с грейферным оборудованием определяется дли­ной канатов и допустимым по условиям устойчивости углом от­коса в данном грунте.

5.7 Машины непрерывного действия для разработки траншей

5.7.1 Обзор и классификация машин непрерывного действия

Одноковшовый экскава­тор, является по существу универсальной землеройной машиной, но малопроизводительной при разработке многокилометровых тран­шей для укладки магистральных трубопроводов. Для этой цели необходимы специальные машины непрерывного действия. К таким машинам относятся цепные и роторные траншейные экскаваторы, составляющие класс многоковшовых экскава­торов.

Цепной траншейный экскаватор — самоходная землеройная машина непрерывного действия, снабженая рабочим органом в виде бесконечной цепи с навешенными на нее на определенном расстоянии друг от друга ковшами (рис. 17, а).

Ковшовая цепь монтируется на специальной наклонной или вертикальной подъемной раме, расположенной в задней части тягача. Из-за большого числа шарнирных соединений цепной ра­бочий орган обладает сравнительно меньшей жесткостью, более подвержен износу и способен работать на меньших скоростях, чем роторный.

Роторным траншейным экскаватором называется самоходная землеройная машина, оснащенная рабочим органом в виде жест­кого колеса (ротора) с расположенными по его периметру ков­шами и предназначенная для траншей определенного профиля (см. рис. 17, б, в, г).

Рис. 17. Типы траншейных экскава­торов:

а — цепной; б — роторный с рабочим ор­ганом навесного типа; в — роторный с рабочим органом полуприцепного типа; г — роторный с рабочим органом прицеп­ного типа

Роторные траншейные экскаваторы благодаря жесткой кон­струкции своего рабочего органа способны разрабатывать более-плотные грунты (например, разборную скалу), чем цепные. Эк­скаватор данного типа формирует траншею прямоугольного сече­ния с вертикальными стенками; при оснащении его рабочего органа двумя наклонными ножами-откосниками может разраба­тывать траншею трапецеидального сечения (рис. 18).

Рис. 18. Разработка траншеи роторным экскаватором

Произво­дительность экскаваторов этого типа (при одних и тех же разме­рах траншеи и одинаковой установленной мощности двигателя) в 2 раза выше производительности цепных и в 5—6 раз — произ­водительности одноковшовых экскаваторов. Роторный траншей­ный экскаватор состоит из двух основных частей: тягача и рабо­чего органа, шарнирно соединенных между собой.

Различают роторные экскаваторы с рабочим органом навес­ного, полуприцепного и прицепного типа. Навесной рабочий орган в транспортном положении забрасывается на тягач, полностью передавая свой вес на его ходовую часть ( см. рис. 17, б). Полу­прицепной рабочий орган крепится передней частью к раме тя­гача, а задней опирается на дополнительную опору в виде колеса (см. рис. 17, в).

Применение навесного рабочего органа повышает маневрен­ность экскаватора и позволяет заглублять и выглублять рабочий орган, когда машина стоит на месте, тогда как аналогичные опе­рации с рабочим органом полуприцепного типа происходят по­степенно в процессе движения тягача. В то же время нагрузка на ходовую часть экскаватора с полуприцепным рабочим органом меньше, чем с навесным.

Роторные экскаваторы с рабочим органом прицепного типа (см. рис. 17, г) при строительстве магистральных трубопрово­дов не применяются. Они используются при строительстве ороси­тельных каналов.