Одноковшовые экскаваторы

Одноковшовые экскаваторы являются основными машинами при производстве земляных работ — ими выполняют до 70% всего объёма работ.

Одноковшовый экскаватор состоит: из рабочего оборудования в виде ковша, стрелы и элементов, связывающих ковш со стрелой; механического и стрелового оборудования; рамы и ходового устройства.

Рабочий цикл экскаватора, оборудованного прямой лопатой.

Все типы одноковшовых экскаваторов можно классифицировать по пяти признакам: 1) по виду рабочего оборудования; 2) по типу привода; 3) по числу двигателей; 4) по ходовому оборудованию; 5) по области применения.

Рабочее оборудование, предназначенное для производства земля­ных работ, состоит из прямой лопаты, обратной лопаты, драглайна и грейфера. Кроме того, применяется рабочее оборудование для строительных и вспомогательных работ: кран, копер.

Указанное рабочее оборудование имеет жесткое или гибкое сое­динение. У экскаватора с прямой и обратной лопатой соединение ковша со стрелой жесткое, у драглайна и грейфера— гибкое.

Когда экскаватор снабжен всеми или почти всеми видами рабо­чего оборудования, он называется универсальным. На строительных площадках обычно применяются универсальные экскаваторы, так как здесь выполняются разные работы при относительно неболь­шом их объеме.

На экскаваторах применяются приводы: двигатели внутрен­него сгорания, электрические двигатели, а также дизель-электри­ческие установки. Установки могут быть с одним двигателем (одно­моторные) и с несколькими двигателями (многомоторные). Привод бывает механический и гидравлический.

По ходовому оборудованию универсальные экскаваторы разде­ляются на гусеничные, пневмоколесные и на базе тракторов или автомобилей. Чаще всего первые выпускаются с емкостью основ­ного ковша (прямой лопаты) 0,4—6 м³, вторые — 0,4—0,5 м³ и третьи — 0,1—0,3 м³.

В зависимости от преимущественного применения экскаваторы с емкостью основного ковша 0,1—0,3 м³ называют строительно-вспо­могательными; с ковшом емкостью 0,4—2 м³ строительными, а с ковшом 2,5—6 м³ строительно-карьерными.

Кроме указанных экскаваторов применяются карьерные экскаваторы-лопаты с ковшом до 20м³, предназначенные для разработки крепких пород с погрузкой в транспортные средства большой грузо­подъемности (например, автосамосвалы грузоподъемностью (65 — 200т); вскрышные экскаваторы-лопаты с ковшом до 50 м³ для погрузки в отвал; шагающие экскаваторы-драглайны с ковшом 100м³, передвигающиеся по слабым грунтам, которые часто встречаются при гидротехническом строительстве; туннельные и шахтные экскаваторы-лопаты с ковшом до 1,5м³ с укороченными стрелой и рукоятью в связи с ограниченными размерами подземных выработок.

Экскаватор с прямой лопатой является основной и наиболее часто используемой землеройной машиной. Он применяется для разработки грунта с погрузкой на транспорт или, реже, для отсыпки в отвал, а также для погрузки сыпучих и кусковатых материалов. Во всех случаях разрабатываемый забой должен распола­гаться выше уровня стояния экскаватора.

Рабочий цикл экскаватора, оборудованного прямой лопатой, состоит из таких операций: опускания рукояти 5 ковшом 4 к подошве забоя (положение А и Б); подъем ковша к го­лове стрелы 3 канатом 2 от подъемной лебедки 1 с одновременным выдвижением напорным механизмом 6 рукояти 5 для обеспечения копания (положение В); выведение ковша из забоя после его напол­нения втягиванием рукояти с последующим поворотом платформы и выдвижением ковша для установки его над местом разгрузки (положение Г и Д); разгрузка ковша открыванием днища (положе­ние Е); поворот платформы для возвращения ковша в исходное поло­жение.

Ковш прямой лопаты.

Ковш прямой лопаты состоит из четырех стенок и от­кидного днища. Передняя стенка оснащается сменными зубья­ми 3, изготовленными из износоустойчивой марганцовистой стали. Днище запирается засовом 4. Этот засов при разгрузке выдвигается цепью 6 и канатом 9, соединенным обычно со специальным барабаном.

Когда в начале копания ковш опускается передней стенкой вниз, днище под действием собственного веса закрывается, а затем задви­гается и засов. Угол резания изменяют закреплением тяг 7 в отвер­стиях 8, сделанных в рукояти 1. Задняя стенка снабжена проушинами для шарнирного крепления рычагов днища 5, тяг 7, рукояти 1 и обоймы блока 2 подъемного полиспаста.

Рабочий цикл обратной лопаты

Экскаватор с обратной лопатой предназначен для разработки грунта ниже уровня стояния машины. Его применяют преимущественно для рытья котлованов и траншей при прокладке трубопроводов и устройстве фундаментов.

Рабочий цикл экскаватора осуществляется в следующем порядке: ковш 6 вместе с рукоятью 5 и стрелой 8 опускается к подошве забоя (положение А) постепенным разматыванием с барабана лебедки подъемного каната 2, проходящего через блок 3, через блок 4 на конце рукоятки и образующего с этими блоками подъемный полис­паст; ковш заполняется грунтом посредством натяжения тягового каната 7 при ослабленном (или слегка приторможенном) подъем­ном полиспасте; подъемным полиспастом поднимается стрела вмес­те с рукоятью и ковшом при заторможенном тяговом канате (по­ложение Г), после чего экскаватор поворачивается к месту разгруз­ки; для выгрузки грунта открывается днище (положение Д) или запрокидывается ковш 6 (положение В) подтягиванием подъемного троса при опущенном тяговом канате; экскаватор поворачивают в обратном направлении и приводят ковш в исходное положение для нового цикла дальнейшим опусканием тягового каната (положение Б).

Рабочий цикл экскаватора-драглайна.

Ковш экскаватора-драглайна.

Экскаватор-драглайн применяют для разработки глу­боких выемок в легких и средних грунтах с отсыпкой грунта в отвал или, реже, с погрузкой в транспорт, а также для устройства высо­ких насыпей и Других работ, требующих большого радиуса действия. Его используют также для извлечения грунта из-под воды. При работе пользуются лебедками с тремя барабанами (два для подъема стрелы и ковша, третий для привода тягового каната — тяговый барабан).

Ковш 6 представляет собой открытый спереди и сверху совок, подвешенный на цепях 7 к подъемному канату 4 и на цепях 1 — к тяговому канату 3. Цепи 7 закрепляются сзади цент­ра тяжести ковша таким образом, что в свободном состоянии ковш поворачивается зубьями вниз под действием собственного веса. Тяговый канат 3 через блок 5, установленный на конце подъемного каната 4, связывается с разгрузочным канатом 2.

Во избежание залипания ковша его днище иногда изготовляют из цепей, которые прогибаются при разгрузке, выталкивая грунт.

Рабочий цикл экскаватора-драглайна состоит из сле­дующих операций: подъема ковша 7 к голове стрелы при слегка натянутом тяговом канате (положение Л); забрасывания ковша в забой под действием собственного веса несколько дальше головы стрелы отпусканием тягового каната 3, а затем подъемного каната 4 (положение Б и В); копания грунта ковшом, движущимся по от­косу в направлении к экскаватору посредством натяжения тягового каната 3 (положение Г), при этом ковш врезается под действием собственного веса и тягового усилия; подъема ковша подъемным канатом 4 с одновременным натяжением и притормаживанием тяго­вого каната 3, при этом разгрузочный канат 2 поддерживает перед­нюю часть ковша в поднятом положении, предупреждая высыпание грунта; одновременно происходит поворот экскаватора к месту раз­грузки (положение Д); разгрузки ковша, опрокидывающегося передней частью вниз под действием собственного веса при отпущен­ном тяговом канате (положение Е), и поворота платформы в исход­ное положение. Стрела экскаватора удерживается стреловой лебед­кой под углом 25—45° к горизонту при помощи полиспаста.

Рабочий цикл экскаватора-грейфера.

Экскаватор-грейфер применяется при разработке лег­ких грунтов, копании котлованов, погрузке и разгрузке сыпучих и мелкокусковых материалов. Копание может производиться выше или ниже уровня установки экскаватора; возможна погрузка в отвал и на транспорт. Экскаватор-грейфер должен иметь лебедки с тремя барабанами: один — для каната подъема стрелы, другой — для подъемного и третий — для замыкающего канатов.

Ковш 8 состоит из двух или более челюстей, соединенных шарнирно на нижней головке 7. К челюстям шарнирно прикреплены жесткие тяги 5, которые также шарнирно соединяются на верхней головке 4. Ковш подвешен на подъемном канате 3, идущем к подъем ному барабану9. На тяговом барабане 1 находится замыкающий ка­нат 2, огибающий блок 6 и прикрепленный к верхней головке 4.

Схема работы двухканатного грейфера:

/ — разгрузка; // — опускание на материал; /// — захват мате­риала; IV — подъем.

Рабочий цикл экскаватора-грейфера осуществляется следующим образом: ковш 8 опускается в раскрытом положении на грунт ос­лаблением подъемного 3 и замыкающего 2 канатов (положение А); ковш наполняется смыканием челюстей, которое осуществляется натяжением каната 2 (положение Б); ковш поднимается одновремен­ной навивкой на барабан 9 подъемного 3 и барабан 1 замыкающего 2 канатов; платформа экскаватора поворачивается к месту разгрузки, и ковш разгружается при опускании замыкающего каната и при­тормаживании подъемного каната; челюсти раскрываются под дей­ствием собственного веса, а также и веса грунта (положение В); затем экскаватор поворачивается в первоначальное положение.