5.7.2 Конструкция основных агрегатов роторного траншейного экскаватора

Тягач любого современного отечественного роторного траншейного экскаватора выполнен на базе трактора.

Во всех случаях тягач отличается от трактораa тем, что ланжероны его рамы удлинены и двигатель вынесен вперед; коробка передач заменена или дополнена новой, имеющей большое число понижающих передач; гусеничный ход расширен по колее и удлинен; увеличина длина гусеничных тележек; полужесткая под­веска замменена жесткой, а в бортовую передачу введен ходоуменьшитель.

У подавляющего большинства зарубежных машин и у неко­торых отечественных кабина машиниста вынесена на одну из боковых сторон машины, что облегчает одновременный контроль машинистом правильности направления отрываемой траншеи и работы рабочего хода.

Ротор представляет собой жесткое металлическое колесо, состоящее из двух параллельных плоских колец-дисков, соеди­ненных между собой ковшами и поперечинами (рис. 19). Крепление ковшей и поперечин к дискам производится болтами. К наружной стороне каждого диска на всем протяжении его окружности приклепывается из сегментов замкнутая концентричная рейка, входящая в зацепление с шестерней привода ротора. Образован­ная таким образом реечная передача имеет зацепление внутрен­него типа.

Рис. 19. Ротор с двухрядным расположением ковшей

При разработке траншей для трубопроводов диаметром 1220-1420 мм применяются экскаваторы, ротор которых снабжен третьим диском и оснащен двурядным расположением ковшей.

Современные роторные экскаваторы обладают высокой производительностью (до 1000 м³/ч и более). Естественно, что на транспортировку такого количества грунта в отвал требуется значительная часть мощности силовой установки (до 30 % общей мощности экскаватора). Поскольку при конструировании ротор­ных экскаваторов для получения нужной глубины траншеи од­новременно со снижением массы и диаметра ротора) это необхо­димо для соблюдения транспортных габаритов при переброске экскаватора с объекта на объект) стремятся максимально ис­пользовать высоту ротора, на долю транспортера в полости ро­тора остается часто проем высотой не более 500—700 м. Поэтому транспортер должен быть высокопроизводительным и малогаба­ритным. Известные конструкции транспортеров можно разделить на лопастные метатели (триммеры) и ленточные транспортеры (ленточные конвейеры).

Лопастной метатель представляет собой цилиндрический ба­рабан; оснащенный отражательными лопатками. При его враще­нии попадающий на лопатки грунт отбрасывается в сторону по определенной траектории, которая зависит от скорости вращения барабана, размера и плотности частиц грунта и взаимного поло­жения лопасти и грунта в момент касания. Поскольку выгрузка грунта из ковшей ротора на метатели происходит неравномерно, да и сам грунт не является однородным и одинаково измельчен­ным, ширина полосы разброса грунта оказывается значительной. Ровного отвала, удобного для обратной засыпки траншеи, не по­лучается. Поэтому, несмотря на высокую производительность и малые габариты, лопастные метатели в роторных экскаваторах, предназначенных для разработки траншей под магистральные трубопроводы, не применяются.

Ленточные транспортеры траншейных экскаваторов разделя­ются на прямолинейные и криволинейные.

Прямолинейный транспортер устанавливался нак­лонно таким образом, чтобы нижний его конец с ведущим бара­баном располагался в полости ротора, а верхний был поднят на высоту, обеспечивающую правильное формирование грунтового отвала. Как показали испытания, такая конструкция транспор­тера не обеспечивала необходимую производительность (транс­портер часто затоваривался). Поэтому транспортер этого типа был снят с производства и заменен криволинейным. Криволиней­ные транспортеры нашли исключительное применение на роторных траншейных экскаваторах как отечественного, так и зару­бежного производства. Особенностью этих транспортеров являе­тся то, что рабочая ветвь их ленты движется по определенной, заранее заданной кривой. Это достигается применением специаль­ных направляющих. Наибольшее распространение получили ра­диусные и угловые криволинейные транспортеры.

Радиусные транспортеры

В этих транспортерах рабочая ветвь ленты движется по кри­вой, очерченной радиусом окружности. Перемещение грунта из точки загрузки к точке выгрузки происходит за счет силы тре­ния, возникающей между лентой и грузом. При движении по кри­волинейной поверхности на грунт кроме силы тяжести действует центробежная сила, которая способствует увеличению силы нор­мального давления и, следовательно, силы трения.

Использование криволинейной траектории движения ленты позволяет получить быстрый разгон грунта до скорости, близкой к скорости ленты. Несмотря на малую длину пути разгона (всего 2—3 м), угол траектории покидающего ленту грунта достигает 35—40° относительно поверхности земли, что обеспечивает нор­мальную укладку его в отвал.

На рис. 20 приведена одна из конструкций радиусного транспортера. Она состоит из сварной рамы 6, концевых бараба­нов 5, поддерживающих роликов 7, очистителей 8 ленты, очисти­телей 1 концевых барабанов, натяжных винтов 4, резинотканевой ленты 3 и нажимных фартуков 2. Рама транспортера содержит два лонжерона, соединенных между собой поперечными связями. На нижних полках рамы имеются отверстия для захода шипов, которыми регулируется вылет транспортера. К верхнему поясу рамы приварены стойки для крепления нажимных фартуков.

Рис. 20. Конструкция транспортеров

Технические характеристики роторных экскаваторов существующих приведены в таблице 18.

5.8 Грузоподъемно – монтажные машины

5.8.1 Общее описание конструкции

Одной из основных специализированных машин, работающих на строительстве магистральных трубопроводов, является трубо­укладчик. Трубоукладчик – это самоходная грузоподъемная машина, способная перемещаться с грузом на крюке и служащая для подъема и укладки трубопровода в тран­шее, а также для выполнения различных грузоподъемных и мон­тажных работ (погрузка и разгрузка труб и плетей, центровка труб при сварке и пр.) (рис. 21). Основное назначение трубоукладчика — сопровождение очистных и изоляционных машин и укладка изо­лированного трубопровода в траншею. Рабочими движениями трубоукладчика являются подъем и спуск груза, перемещение тру­боукладчика вместе с грузом и изменение вылета стрелы с грузом. Надежное сцепление гусениц с грунтом в сочетании с большим тяговым усилием позволяет использовать трубоукладчик в каче­стве тягача.

Рис. 21 Схема трубоукладчика

Трубоукладчик состоит из базовой машины и навесного обо­рудования. В состав базовой машины (базы) входит двигатель, трансмиссия, ходовая часть и нижняя рама (шасси) трубоук­ладчика. Навесное оборудование включает стрелу, верхнюю раму (портал), блочно-талевую систему с крюком, контргруз и лебедку.

База трубоукладчика. Трубоукладчики создаются как на базе серийных гусеничных тракторов без существенного изменения их конструкции, так и на специальных гусеничных базах, в которых широко используются узлы серийных тракторов. Технико-эксплуатационные по­казатели трубоукладчиков, основными из которых являются гру­зовая, собственная и продольная устойчивость, тяговое усилие, удельное давление на грунт, масса и некоторые другие, во многом зависят от технических показателей тех баз, на которых они соз­даны.

Нижняя рама (шасси) трубоукладчика состоит из рам гусе­ничных тележек и жестких поперечных балок (в том числе и кор­пуса заднего моста трактора), соединяющих между собой рамы тележек и служащих для крепления к ним двигателя, трансмис­сии и навесного оборудования трубоукладчика. Как и у большин­ства специальных строительных машин передняя рессора, соеди­няющая рамы гусеничных тележек и служащая опорой для двига­теля, заменена жесткой поперечной связью. Такая конструкция нижней рамы вместо полужесткой тракторной подвески способст­вует восприятию значительных нагрузок и повышению устойчиво­сти трубоукладчика.

Навесное оборудование трубоукладчика состоит из верхней рамы, стрелы лебедки с трансмиссией, блочно-талевой системы с грузовым и стреловым полиспастами и крюком, контргруза с ме­ханизмом откидывания его и гидросистемы.

Верхняя рама представляет собой пространственную сварную ферму, которая крепится к рамам тележек и раме трактора бол­тами и служит основанием для установки навесного оборудова­ния.

Стрела трубоукладчика — А-образная сварная, состоит из двух балок (подкосов) коробчатого сечения, соединенных в верхней и нижней частях поперечными связями. Расположение стрелы — боковое, что диктуется технологией производства работ. Стрела крепится при помощи двух пальцев к кронштейнам, приваренным к тележке левой гусеницы. Таким образом, усилие от навешен­ного груза передается непосредственно каткам гусеницы, минуя раму трактора. Такая конструкция шарнира, жесткая в плане, дает возможность стреле наклоняться в вертикальной плоскости.

Контргруз (противовес) служит для увеличения устойчивости трубоукладчика при подъеме груза, располагается с правой сто­роны трубоукладчика и выполняется в двух вариантах: неподвиж­ном – в трубоукладчиках, предназначенных для укладки трубо­проводов малых диаметров, и откидном – для более мощных трубоукладчиков.

Лебедка трубоукладчика служит для подъема груза и измене­ния вылета (наклона) стрелы. В большинстве случаев лебедка имеет два барабана, сидящих на одной оси. Один барабан пред­назначен для навивки грузового каната, другой — стрелового. Если наклон стрелы производится гидроцилиндрами, то лебедка имеет только один барабан — грузовой.