4.6Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами

Рабочий орган многоковшового экскаватора представляет систему ковшей, насаженных через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь или колесо (ротор). Это машины непрерывного действия (в отличие от одноковшовых экскаваторов, являющихся машинами циклического действия). Операции копания, транспортировки и разгрузки грунта выполняются одновременно без перерывов. Опорожнение ковшей происходит в момент достижения ими наивысшей точки, где они опрокидываются, а высыпающийся из них грунт попадает на ленточный конвейер, который подает этот грунт на транспорт или в отвал. Если направление движения ковшей параллельно оси движения самого экскаватора, то последний называется многоковшовым экскаватором продольного копания (черпания), если же перпендикулярно – поперечного копания. На рисунке 13 схематически показаны общий вид и основные части многоковшовых экскаваторов продольного копания.

Многоковшовые экскаваторы с поперечным копанием будут отличаться от изображенного на рисунке 13 а тем, что их гусеницы будут располагаться не параллельно, а перпендикулярно плоскости чертежа.

Э

Рисунок 14 Схема разработки выемок многоковшовым экскаватором

поперечного копания

кскаватор продольного копания применяют обычно для откопки траншей небольшой ширины с отсыпкой грунта в отвал (кавальер). Экскаваторы с поперечным копанием обычно используются для разработки котлованов, широких к

аналов, планировки откосов с погрузкой на транспортные средства. Используются они также в карьерных работах. Разработка грунта экскаватором поперечного копания ведется по схеме, показанной на рисунке 14. Вначале срезка грунта производится «веерным» методом (зона А), когда угол наклона цепи рабочего органа увеличивается по мере углубления выемки. Затем производится параллельное резание (зона Б), когда ось рабочего органа перемещается поступательно (с шагом b), без изменения своего угла наклона.

В целом многоковшовые экскаваторы по сравнению с одноковшовыми менее универсальны, т.е. они специализированы на определенных видах работ. Тем не менее, применительно к тем работам, для которых они предназначены, многоковшовые экскаваторы очень эффективны и обладают более высокой производительностью, обеспечивают большую точность размеров выемок. Обычно они используются в грунтах I…III групп, в ряде случаев могут применяться в грунтах IV группы и захватывать отдельные небольшие камни, размеры которых менее размеров ковшей.

Роторные экскаваторы могут иметь два ротора, которые могут располагаться под заданным углом к вертикали, и обеспечивать этим откопку траншей трапециидальной формы с заданной крутизной откосов. Требуемая крутизна откосов траншей может создаваться также за счет использования шнековых откосообразователей (рисунок 15).

В подавляющем большинстве случаев многоковшовые экскаваторы используются для разработки траншей с вертикальными откосами.

Рисунок 15 Поперечные сечения траншей, получаемых за одну проходку многоковшовыми экскаваторами с различным рабочим оборудованием:

а – траншейными цепными продольного копания, б – двухроторными, в –траншейными роторными, г – шнеко-роторными каналокопарелями, д – траншейными цепными экскаваторами, е, ж – то же при использовании шнековых откосообразователей

б

в

Имеются многоковшовые экскаваторы, у которых ротор располагается на специальной стреле, причем такие экскаваторы имеют поворотную платформу (являются полноповоротными). Они работают позиционно, как одноковшовые, и обычно используются для карьерных работ.

Экскаваторы поперечного копания, а также роторные полноповоротные могут эффективно разрабатывать грунт как ниже, так и выше уровня стоянки.

Разработка выемок многоковшовыми экскаваторами может производиться в одну или несколько проходок, как и при использовании одноковшовых экскаваторов.

В одну проходку разрабатываются траншеи (каналы) небольшого сечения, для чего используются, как уже отмечалось, экскаваторы продольного копания. При этом отрывка траншей с вертикальными откосами производится цепными или роторными экскаваторами без откособоразователей (рисунок 15 а, в, д). При трапециидальном сечении используются как двухроторные экскаваторы (рисунок 15 б), так и однороторные со шнековыми откосообразователями (рисунок 15 г). Для разработки таких траншей могут использоваться также цепные экскаваторы со шнековыми откосообразователями, позволяющими получать ступенчатое сечение (рисунок 15е). При необходимости ступенчатые откосы можно спланировать, сгладить (15ж).

Разработка широких каналов или котлованов производится в несколько проходок. Для этого обычно используются многоковшовые экскаваторы поперечного копания цепные или роторные полноповоротные. Откопка цепным экскаватором поперечного копания обычно ведется послойно, с многократными проходами по одному и тому же месту.

Ширина по дну и по верху траншей, разрабатываемых в одну проходку, обеспечивается за счет подбора и настройки соответствующего рабочего оборудования.

Скорости передвижения экскаваторов в процессе работы существенно зависит от конкретных условий – глубины и ширины разрабатываемых траншей, способа копания, прочности грунтов, конструкции экскаватора и чаще всего колеблется от нескольких десятков до нескольких сотен м/час. При малой глубине копания некоторые двухроторные экскаваторы способны развивать рабочую скорость до 4500 м/час (ЭТР-173). В то же время рабочая скорость некоторых цепных экскаваторов при глубине траншей порядка 3,5м в неблагоприятных условиях может снижаться до 5…6м/час (например, у ЭТЦ-151) . Роторные экскаваторы обычно обладают более высокой производительностью, они менее энергоемки, но имеют большие габариты и массу.

В целях более точного выдерживания проектного профиля траншей многоковшовые экскаваторы могут снабжаться системой автоматики с использованием фотоэлементов и инфракрасного излучения.