Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы в качестве рабочего органа имеют многоковшовую бесконечную цепь или ротор.

Все операции рабочего цикла многоковшовые экскаваторы выполняют одновременно. Поэтому они относятся к машинам непрерывного действия, которые являются более прогрессивными по сравнению с циклическими. Это позволяет повысить производительность труда и снизить себестоимость экскавации.

Классификация многоковшовых экскаваторов

По конструкции рабочего оборудования многоковшовые экскаваторы делятся на две группы: 1) цепные многочерпаковые (рабочий орган с бесконечной цепью с черпаками);

2) роторные (рабочий орган состоит из ротора и роторной стрелы).

По назначению они делятся: 1) карьерные;

2) погрузочные;

3) траншейные (канавокопатели); 4) плавучие землечерпалки

5.15.3. Цепные черпаковые экскаваторы

Конструктивная схема и принцип работы многочерпакового экскаватора

1. натяжная звездочка

2. рама черпаковой цепи

3. черпаковая цепь

4. ковш

5. шарниры

6. рама нижнего планирующего звена,

7. приемный лоток,

8. канатная подвеска

9. приводная звездочка

10. лебедка подъема черпаемой рамы

11. противовес

12. стрела

13. бункер

14. разгрузочный (отвальный) конвейер

15. гусеничная тележка

Рабочее оборудование цепного многочерпакового экскаватора состоит из: - черпаковой рамы; - черпаковой цепи; - черпаков;

- канатной подвески.

Цепь огибает раму в вертикальной плоскости и приводится в движение приводной звездочкой.

Двигаясь по забою снизу вверх, черпаки наполняются и транспортируют породу к приводной звездочки, где они опрокидываются. Порода высыпаться в бункер, из которого через разгрузочные люки поступает в транспортное средство или отвал.

Черпаковые рамы применятся жестокие и шарнирные перегибающиеся в нескольких местах.

Жесткая рама с планирующим звеном Шарнирная рама

Шарнирные рамы позволяют вести раздельную выемку вскрыши и полезного ископаемого.

Рамы могут быть: 1) с направляющими для цепи; 2) без направляющих;

3) комбинированные.

У первых черпаковая цепь движется в направляющих и поэтому уступ по всей высоте имеет одинаковый уклон.

Применяются эти рамы на крупных экскаваторах, разрабатывающих однородные грунты.

У вторых цепь свободно провисает вследствие чего угол откоса в верхней части больше. Применяются при разработке пород с твердыми включениями.

В комбинированных рамах в нижней части цепь свободно провисает, а в верхней движется по направляющим.

Цепные экскаваторы изготовляются для работы с верхним и нижним черпанием.

При нижнем черпании длина черпаковой рамы может достигать 50-60 м, что обеспечивает высоту слоя высотой 35-40 м.

На свободном конце рамы (при нижнем черпании) и у ёё основания (при верхнем черпании) устанавливаются планирующие звенья для зачистки площадки уступа.

Имеются экскаваторы с двумя черпающими рамами, причем одна из них служит для нижнего черпания, а вторая для верхнего.

Черпаковая цепь состоит из звеньев соединенных между собой шарнирами. Черпаки крепятся к звеньям, называемым рабочими. Между рабочими звеньями находиться от 4^х до 8^ми холостых звеньев.

Чем плотнее разрабатываемая порода и большее емкость ковшей, тем больше делаться шаг цепи (длина звена цепи и большее холостых звеньев)

С увеличением емкости черпаков с 300 до 2000 л шаг цепи вырастает с 400 до 800 мм.

Черпаки (ковш) имеет емкость 50-4000 л и выполняется в виде клепанных конструкций из стальных листов толщиной 6-30 мм с режущим козырьком, изготовляемым из специальной износоустойчивой стали (чаще марганцовистой)

Черпаки, работающие по крепким грунтам, оснащаются зубьями.

Подвеска рамы состоит из системы полиспатов, удерживающих раму в нужном положении.

Жесткая рама шарниром соединяется с корпусом экскаватора, а за свободный конец подвешивается к стреле.

Шарнирная рама подвешивается за каждый шарнир изменяя длину отдельных подвесок можно придать раме желанный изгиб.

Цепные многочерпаковые экскаваторы бывают: неповоротные и поворотные.

Неповоротные экскаваторы работают с непрерывным перемещением по фронту работ. В этих случаях в качестве механизма передвижки применяется железнодорожный ход.

Ось черпаковой рамы перпендикулярна к направлению перемещения экскаватора.

Поворотные экскаваторы применяются при разработке месторождений сложным геологическим строением.

Выемка грунта осуществляется при повороте корпуса и черпаковой рамы по откосу выемочной заходки.

Как правило, поворотные экскаваторы имеют гусеничный ход

Неповоротная Поворотная

Питание электроэнергией может осуществляться: - с помощью контактной сети;

- по гибкому кабелю, который наматывается на кабельный барабан.

Достоинства : - непрерывность работы; - безударная загрузка состава; - правильность образования откосов; - чистота уборки породы;

Недостатки: - низкий к.п.д исполнительного органа; - быстрый износ черпаемой рамы и цепи;

Основные показатели цепных экскаваторов

Q = 300-10000 м³/час (производительность)

h_сум = 12-60 м. (суммарная высота разрабатываемого уступа)

N = 100-15000 кВт (установленная мощность)

m = 120-5000 т. (масса машины)

5.15.4. Роторные экскаваторы

Конструктивная схема и принцип действия роторных экскаваторов

1-ротор; 2-ковш; 3-стрела; 4-стреловой конвейер ,5-промежуточный конвейер, 6- разгрузочный конвейер, 7-поворотная платформа, 8- ходовая рама, 9-лебедка. 10 – противовес, 11- рама противовеса, 12-консольная ферма (стрела), 13-канат подъема стрелы.

Принцип действия:

Исполнительным органом роторного экскаватора является колесо (ротор ) снабженное по окружности черпаками и стрелами.

Ротор вращается вокруг своей оси, и его черпаки при этом зачерпывают породу в верхнем положении, порода высыпается на ленточный конвейер стрелы. Со стрелового конвейера пород прямо или через промежуточный конвейер попадает на разгрузочный конвейер, попадает на разгрузочный конвейер, а затем в транспортное средство или в отвал.

Стрела своей пятой опирается на поворотную платформу экскаватора, а внешним концом подвешивается к консольной ферме. Во время работы стрела вместе с платформой поворачивается относительно вертикальной оси, благодаря чему ротор экскаватора породу по всей ширине забоя (заходки).

Отработка забоя по высоте достигается изменением длины подвески стрелы.

В настоящее время роторные экскаваторы строятся с высотой черпания до 55м, глубиной черпания до 25 м.

При нижнем черпании порода удерживается на конвейере только до угла наклона 18°. Известны, однако конструкции с = 40°. В этом случае порода предохраняется от сползания верхней прижимной лентой, движущиеся синхронно с нижней. Направления вращения ротора при нижнем черпании противоположно его вращению при верхнем черпании.

Классификация роторных экскаваторов

1. По производительности в разрыхленной массе экскаваторы делятся на:

- малой производительности (до 630 м³/ч);

- средней производительности (630-2500 м³/ч);

- большой производительности (2500-5000 м³/ч);

- сверхмощные > 5000м³/ч.

2. По величине удельного усилия копания и назначению:

- с нормальным удельным усилием – 90 ДаН/см² (вскрышные экскаваторы);

- с повышенным удельным усилием копания > 7 ДаН/ см² (добычные экскаваторы).

3. По способу отработки забоя: - верхнего черпания (с глубиной черпания ниже уровня стояния машины не более 0,5D ротора);

- верхнего и нижнего черпания.

4. По способу подачи рабочего органа на забой:

- экскаваторы с выдвижной стрелой;

- экскаваторы с неподвижной стрелой (на забой подается вся машина).

5. По типу ходового оборудования: - с гусеничным оборудованием;

- шагающим рельсовым оборудованием; - шагающим оборудованием;

- рельсовым оборудованием.

7. По углу поворота рабочего органа:

- неполноповоротные (угол поворота 100°-150° в обе стороны от среднего положения роторной стрелы);

- полноповоротные.

8. По типу роторной стрелы

- со стрелой постоянной длины

- с раздвижной стрелой

Роторные стрелы постоянной длины могут быть: - выдвижные

- с шарнирным фиксированным креплением пяты стрелы поворотной платформы

9. По принципиальной схеме основного оборудования различают следующие конструктивные схемы экскаваторов:

1) с одной центральной поворотной платформой, на которой располагается оборудование рабочего органа, а оборудование для разгрузки располагается на нижней неподвижной раме (см. первый рисунок в пункте 5.15.4);

2) с одной центральной поворотной платформой, на которой располагаются оборудование, относящееся к рабочему органу и разгрузочному устройству

(см. ниже следующий рисунок);

3) с двумя поворотными центральными платформами, на верхней платформе располагается оборудование, относящиеся к рабочему органа, а на нижней – оборудование разгрузочного устройства (см. ниже следующий рисунок).