Экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования

(САМОСТОЯТЕЛЬНО)

 

 

 

Рис. 4.14. Строительные полноповоротные экскаваторы с механическим приводом

и гибкой подвеской рабочего оборудования:

а - пневмоколесный третьей размерной группы; б - гусеничный четвертой размерной группы; 1 - пневмоколесное ходовое устройство; 2 - поворотная платформа; 3 - двуногая стойка; 4 ­стрелоподъемный канат; 5 - передняя стойка; 6 - кабина машиниста; 7 - подъемный канат; 8 - стрела; 9 - рукоять; 10 - ковш обратной лопаты; JJ - тяговый канат; 12 - опорно-поворотное устройство; 13 - гусеничное ходовое устройство

Супер-экскав-р в карьере.doc

Экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования пред­ставляют собой полноповоротные машины (рис. 4.14) с одномотор­ным и многомоторным (дизель-электрическим) приводом. На пово­ротной платформе таких машин смонтирована двуногая опорная стойка, несущая стрелоподъемный полиспаст. Промышленность вы­пускает строительные экскаваторы с одномоторным приводом 3... 5 размерных групп, с многомоторным приводом - 6-й размерной группы.

 

 

Экскаватор с рабочим оборудованием п р я м о й л о п а т ы (рис. 4.15, а) разрабатывает грунт в забое, расположенном выше уровня стоянки машины. В комплект оборудования прямой лопаты входят стрела 6, рукоять 4 с седловым подшипником, ковш 3 с от­крывающимся днищем, напорный механизм 5 (у экскаваторов 2-й и 3-й размерных групп напорный механизм отсутствует), полиспасты 1 и 2 подъема стрелы и ковша. Наполнение ковша происходит при подъеме его полиспастом 2 и выдвижении рукояти в сторону забоя напорным механизмом, регулирующим толщину стружки. Выгрузка ковша осуществляется открыванием его днища.

 

 

 

Рис. 4.15. Основные виды сменного рабочего оборудования строительных экскаваторов с механическим приводом

 

Экскаватор с оборудованием обратной лопаты (рис. 4.15, б) предназначается для рытья траншей и небольших котлованов, расположенных ниже уровня его стоянки. Рабочее оборудование об­ратной лопаты состоит из ковша 8, рукояти 4, стрелы 6, передней стойки 7 и полиспастов: тягового 9, подъемного 2 и стрелового 1 (для удержания передней стойки). Наполнение ковша, врезаемого в грунт под действием веса рабочего оборудования, происходит при подтягивании его к экскаватору тяговым полиспастом 9 и одновре­менном ослаблении натяжения подъемного полиспаста 2. Выгрузка грунта из ковша осуществляется поворотом рукояти от забоя при ослаблении тягового полиспаста и подъеме рабочего оборудования подъемным полиспастом.

Экскаватор с оборудованием драглайна (рис. 4.15, в ) разра­батывает грунт ниже уровня своей стоянки и применяется для рытья котлованов, водоемов и траншей, а также для разработки различ­ных выемок под водой. Сменное рабочее оборудование драглайна включает удлиненную решетчатую стрелу 10,специальный ковш совкового типа 12 с подъемными и тяговыми цепями, стрелоподъем­ный полиспаст 1, подъемный 11, тяговый 14 и разгрузочный (опро­кидной) 13 канаты и механизм наводки (систему направляющих блоков 15) тягового каната. Благодаря удлинен­ной по сравнению с другими видами ра­бочего оборудования стреле драглайны работают на большем радиусе копания, поэтому их используют преимущественно на отрывке больших котлованов и тран­шей, а также для погрузки и разгрузки сыпучих строительных материалов. Как отмечалось ранее, мощные шагающие драглайны используют для добычи полез­ных ископаемых открытым способом и на вскрышных работах. Отечественной промышленностью выпускаются строи­тельные драглайны с ковшами 0,3... 3 м³, а шагающие драглайны - от 5,45 до 100 м³.

Наполнение ковша, прижимаемого к за­бою собственным весом, происходит при подтягивании его к экска­ватору тяговым канатом 14. Выгрузка поднятого на необходимую высоту ковша осуществляется путем его поворота при ослаблении натяжения тягового и опрокидного канатов.

 

Экскаватор с крановым оборудованием - экскаватор-кран (рис. 4.15, г)используют на различных монтажных и погрузоч­но-разгрузочных работах. В комплект кранового оборудования вхо­дят удлиненная решетчатая стрела 10, стрелоподъемный 1 и грузо­вой 2 полиспасты, крюковая подвеска или специальные устройства для захвата грузов.

Экскаватор с грейФерным оборудованием (рис. 4.15, д)при­меняют при погрузке и выгрузке сыпучих и мелкокусковых материа­лов, очистке траншей и котлованов от обрушившегося грунта и сне­га, для рытья колодцев и узких глубоких котлованов в легких грунтах, а также для рытья траншей под водой. Грейферное обору­дование включает удлиненную решетчатую стрелу 10, двухчелюст­ной грейферный ковш 17, подъемный 11 и замыкающий 16 канаты. Наполнение ковша происходит в результате смыкания его челюстей при натяжении замыкающего и ослаблении подъемного канатов. Разгрузка ковша осуществляется при ослаблении замыкающего ка­ната.

Для осуществления рабочего процесса каждый экскаватор с ме­ханическим приводом имеет следующие исполнительные механиз­мы: главную лебедку, приводящую в действие рабочий орган при копании, стрелоподъемную лебед ДРАГЛАЙНЫ

 

 

 

 

 

Рис 4.15 Драглайн: а – общий вид, б – схема крепления ковша

 

Экскаваторы с рабочим оборудованием драглайна применяются для разработки грунтов преимущественно ни­же уровня стоянки.

Рабочее оборудование драглайна вклю­чает стрелу 5 (рис. 4.15, а) обычно решет­чатой (строительные экскаваторы), реже вантовой (шагающие драглайны) кон­струкции, по длине значительно превы­шающую стрелу лопаты, ковш 7, тяговый 8 и подъемный 4 канаты. Последний огибает головной блок б и навивается на барабан. подтягивания ковшей об­ратной лопаты и драглайна, замыкания челюстей грейфера. При крановом оборудовании используют один подъемный барабан для подъема крюковой подвески. При работе с прямой лопатой тяговый барабан главной лебедки заменяется звездочкой цепной пе

редачи, Экскаваторы с гидравлическим приводом. О дноковшовые экс­каваторы с гидравлическим приводом представляют собой мно­гомоторные полно- и неполноповоротные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощ­ности от двигателя к рабочим механизмам используется гидрав­лический объемный привод. По сравнению с механическими гид­равлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, б6льшее количество основных и вспомогательных движений ра­бочего оборудования, что значительно расширяет их технологи­ческие возможности и обеспечивает высокий уровень механиза­ции земляных работ, особенно в стесненных условиях городской застройки.

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным (рис. 4.17, а, б) и телескопическим (рис. 4.17, в) рабочим оборудо­ванием, для удержания и приведения в действие которого исполь­зуют жесткие связи - гидравлические цилиндры. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования явля­ются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического - выдвижение и втягивание телескопической стрелы.

Гидравлические полноповоротные экскаваторы с шар­нирно-рычажным рабочим оборудованием созданы на базе единых конструктивных схем, широкой унификации агрегатов и уз­лов и серийно выпускаются 3... 6-й размерных групп. Привод смен­ного рабочего оборудования таких экскаваторов осуществляется от гидроцилиндров двустороннего действия, а поворот платформы 11 передвижение машины - от индивидуальных гидромоторов. К ос­новным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер и погрузчик.

приводящей в действие напорный механизм для выдвижения (напо­ра) и втягивания (возврата) рукояти с ковшом. Оба барабана лебед­ки свободно сидят на валу г

 

 

 

 

лавной трансмиссии экскаватора, посто­янно в подключаются к ней индивидуам Рис. 4.17. Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы

с жесткой подвеской рабочего оборудования: а, б – шарнирно-рычажного;

в – телескопического; 1 – опорно-поворотное устройство; 2 ­– пневмоколесное ходовое устройство; 3 – выносная опора; 4 – поворотная платформа; 5 ­– силовая установка; 6, 8, 9 – гидроцилиндры стрелы; 7 – стрела; 10 – рукоять; 11 – ковш обратной лопаты; 12 – бульдозерный отвал; 13 – кабина машиниста; 14 – гусеничное ходовое устройство; 15 – ковш прямой лопаты; 16 – телескопическая стрела

и ленточными фрикционными муфтами с пневма­тическим или гидравлическим управлением.

Управление всеми основными механизмами экскаватора пневматическое или гидравлическое. Вспомогательные механизмы (кулачковые муфты включения валов поворотного и ходового ме­ханизмов, переключения скоростей, включения лебедки подъема стрелы и главной муфты), включаемые реже, имеют рычажное управление.

 

 

 

 

 

 

В комплект оборудования обратной лопаты (рис. 4.19, а ) входят: стрела (моноблочная Г-образной формы или составная 1, 6 изменяемой длины), рукоять 5, поворотный ковш 4 и гидроцилинд­ры 2, 3, 8 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта производят поворотом ковша относительно рукояти и пово­ротом рукояти относительно стрелы. Копание можно осуществлять только поворотом ковша относительно неподвижной рукояти, что позволяет вести работы в стесненных условиях, а также в непосредственной близости от подземных коммуникаций.

 

 

Рис. 4.19 –Оборудование обратной лопаты: 1 – стрела (моноблочная Г-образной формы или составная 6 изменяемой длины), 2 – гидроцилинд­р подъема стрелы, 3 – гидроцилинд­р поворота рукояти, 4 –поворотный ковш, 5 – рукоять, 7 – тяга, 8 – гидроцилинд­р поворота ковша

 

 

Поворотом ковша производят не только копание, но и выгрузку грунта, а также зачистку основания забоя. Толщину срезаемой при копании стружки регулируют путем подъема или опускания стрелы. Составная стрела дает возможность изменять глубину Н_Ки радиус R_Kкопания (а также высоту выгрузки Н_в), что в сочетании со смен­ными профильными ковшами различной вместимости позволяет расширить область применений экскаватора и использовать его с максимальной производительностью в различных грунтовых усло­виях.

Основная 1 и удлиняющая 6 части составной стрелы соединены шарниром и тягой 7, установкой которой в различные положения на удлиняющей части достигается изменение длины стрелы. На основную часть стрелы устанавливают оборудование прямой лопаты, грейфера и погрузчика. При работе вблизи фундаментов зданий и других сооружений, а также при копании траншей, ось которых не совпадает с продольной осью экскаватора, в оборудовании обрат­ной лопаты применяют специальную промежуточную вставку 9 (рис. 4.19, 6), позволяющую устанавливать рукоять 5 с гидроцилин­дром под углом b плане к продольной оси стрелы 1. Вставка 6 обеспе­чивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольной оси машины. Оборудование со смещенной осью копания является одним из преимуществ гидравлических экскаваторов.

Прямая лопата с поворотным ковшом широко применяет­ся на экскаваторах 4... 6-й размерных групп и предназначена для раз­работки грунта как выше (преимущественно), так и ниже уровня стоянки машины, а также для погрузочных работ.

Оборудование прямой лопаты включает (рис. 4.20): стрелу 1, ру­коять 2, ковш 3 и гидроцилиндры 4, 5, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта осуществляется поворотом руко­яти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщину стружки регулируют подъемом или опусканием стрелы. При разгрузке ковш поворачивают гидроцилиндром 4. Прямой лопатой с полноповоротным ковшом можно производить планирование и зачистку основания забоя.

 

 

Рис. 4.20 – Оборудование прямой лопаты: 1– стрела, 2 –ру­коять, 3 –ковш и гидроцилиндры 4, 5, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша.

 

П о г р у з ч и к применяют для погрузки сыпучих и мелкокуско­вых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузки в транспортные средства (или отсыпки в отвал) грунтов 1...11 катего­рий, а также планировочных работ на уровне стоянки машины. Вместимость ковша погрузчика в 1,5... 2 раза больше вместимости ковша обратной лопаты, что значительно повышает производитель­ность экскаватора при использовании его на погрузочных работах.

В комплект погрузочного оборудования (рис. 4.21) входят: стре­ла 1, рукоять 4, ковш 3 и гидроцилиндры 2, 5, 7 подъема стрелы, по­ворота рукояти и ковша.

Кинематическая схема погрузчика обеспе­чивает горизонтальное движение ковша от экскаватора при внедрении его в грунт или штабель материала и планировочных ра­ботах. После внедрения в разрабатываемый материал возможен по­ворот ковша для лучшего его заполнения гидроцилиндром 2, кото­рым поворачивают поднятый на заданную высоту ковш

 

 

4.21. Рабочее оборудование погрузчика: 1 – стрела, 2 – гидроцилиндр подъема стрелы, 3 – тяга, 4 – рукоять, 5 – гидроцилиндр поворота рукояти, 6 – ковш, 7 – гидроцилиндр поворота ковша.

ГрейФер применяют для рытья котлованов, траншей, колод­цев и при погрузочно-разгрузочных работах. Особенно эффективно использование такого оборудования при копании глубоких выемок, а также в стесненных условиях. На гидравлических экскаваторах ус­танавливают жестко подвешенные грейферы, у которых необходи­мое давление на грунт при врезании создается принудительно с по­мощью гидроцилиидров рабочего оборудования. Это позволяет эффективно разрабатывать плотные грунты независимо от массы грейфера. Грейфер шарнирно крепят к рукояти обратной лопаты вместо ковша таким образом, чтобы было возможно его продольное и поперечное раскачивание.

Оборудование грейфера (рис. 4.22) состоит из составной стрелы 1, рукояти 3 и гидроцилиндров 2, 7, используемых от обратной ло­паты, двухчелюстного грейферного ковша 6 с гидроцилиндрами 5 для замыкания и открывания челюстей и механизмом 4 поворота ковша в плане. Челюсти ковша в исходном положении раскрыты. Наполнение его происходит при смыкании челюстей гидроцилинд­рами 5. Необходимое напорное усилие создается опусканием стре­лы. Разгружают ковш размыканием челюстей. Для глубокого копа­ния колодцев до 30 м, траншей и котлованов в оборудовании грейфера используют удлиняющие промежуточные вставки.

 

 

 

 

 

Рис. 4.22 – Рабочее оборудование грейфера: 1 – составная стрела, 2 – гидроцилиндр, 3 – рукоять,

4 – механизм поворота ковша в плане, 5 – гидроцилиндры для замыкания и открывания челюстей, 6 – двухчелюстной грейферный ковш, 7– гидроцилиндр

 

Способом «стена в грунте» можно возводить без отрывки котло­вана подземную часть промышленных и гражданских зданий и со­оружений, стены насосных станций, тоннели метрополитенов неглу­бокого заложения, колодцы коллекторов, борта каналов и т. п.

Планировщики

Более просто эта задача решается в конструк­ции экскаватора-планировщика с телеско­пическим рабочим оборудованием. Широкая номенклатура сменных рабочих органов и конструктивные особенности телескопического оборудования обеспечивают практически полную механизацию экскавационных, планировочных, зачистных, доводочных и погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях, большинство которых не может быть выполнено (частично или полностью) уни­версальными одноковшовыми экскаваторами с жесткой или канатной подвеской рабочего оборудования.

 

 

ожение ковша в прост­ранстве определяется совокупностью сле­дующих движений: его поворотного пере-

 

а) б)

 

Рис. 4.19. Экскаватор-планировщика – схема работы, б – примеры навесного оборудования: 1 – гидроцилиндр подъема стрелы, 2 – рамы стрелы, 3 – бандаж, 4 – неподвижная сек­ции секция стрелы, 5 –гидроцилиндр выдвижения подвижной секции, 6 – выдвижная секция стрелы, 7 – гидро­цилиндр поворота ковша 8, 9 – ось шестерни, 10 – шестерня, 11 – задняя стенка рамы, 12 – гидро­цилиндр, 13 – зубчатый сектор

Для планировочных и зачистных работ применяют широкие ковши (рис. 4.19, б), обычно без зубьев. Экскаваторы-плани­ровщики используют также для выполне­ния обычных экскавационных и погрузоч­но-разгрузочных работ. Основными рабо­чими размерами экскаватора-планировщи­ка являются максимальный радиус копания (см. рис. 4.19, а), максимальные глубина и высота копания, а так­же максимальная высота разгрузки.