Принцип работы экскаватора

Устройство, технические характеристики и работа экскаваторов

Устройство, технические характеристики и работа экскаваторов - изображение 1 - изображение 1

Одноковшовый экскаватор (рис. 6.2) в большинстве случаев состоит из неповоротной 1 и поворотной части 2, связанных между собой опорно-поворотным устройством 3.

Неповоротная часть с механизмами передвижения или базовым транспортным средством является опорной базой экскаваторов. На нее через опорно-поворотное устройство опирается поворотная платформа, вращение которой осуществляется механизмом поворота.

Поворотная часть состоит из поворотной платформы с механизмами и силовым оборудованием и рабочего оборудования.

 
 

Устройство и принцип действия экскаватора - фотография 2 - изображение 2

Рис. 6.2. Одноковшовый строительный экскаватор:

1 – неповоротная часть; 2 – поворотная часть; 3 – опорно-поворотное устройство; 4 – стрела; 5, 8, 9 – гидроцилиндры; 6 – ковш; 7 – рукоять; 10 – кабина

Поворотная платформа выполнена в виде рамы. На ней установлено рабочее оборудование и привод, который с помощью силовой установки и трансмиссии приводит в движение рабочее оборудование, а в некоторых случаях и ходовое устройство. В передней части рамы поворотной платформы размещена кабина 10 с органами управления машиной.

Кроме того, на поворотной платформе размещены механизм поворота, элементы гидро- и электрооборудования.

Поворотная платформа опирается через специальное роликовое опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости. Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на ходовые устройства разных типов.

Силовая установка, состоящая из дизеля и приводимой им во вращение насосной установки, размещается, как правило, в задней части поворотной платформы. Подача рабочей жидкости к гидромоторам и тормозам механизмов хода и/или гидрофицированным опорам осуществляется через центральный коллектор.

Механизмы и агрегаты, расположенные на поворотной платформе, закрыты капотами. Впереди платформы в проушинах кронштейнов устанавливаются стрела и гидроцилиндры стрелы рабочего оборудования. Сзади для уравновешивания экскаватора крепится противовес.

Рабочее оборудование включает комплекс элементов, состоящих из рабочего органа 6 (ковш, грейфер, крюк и др.) и устройств, обеспечивающих движение рабочего органа в зоне работы экскаватора (стрела 4; рукоять 7; гидроцилиндры 5, 8, 9 или канаты у экскаваторов с гибкой подвеской рабочего оборудования).

Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов позволяет производить ряд различных работ, в том числе и не связанных непосредственно с производством земляных работ (сваебойное, грузоподъемное и погрузочное оборудование, корчеватели и др.).

Современные строительные экскаваторы могут быть снабжены рабочим оборудованием и рабочими органами до 35 видов.

В дорожных войсках применяются экскаваторы с рабочим оборудованием прямая лопата, обратная лопата, погрузчик, грейфер. В качестве дополнительных землеройных машин могут использоваться экскаваторы с рабочим оборудованием: драглайн, гидромолот, рыхлитель и др.

Рабочее оборудование «обратная лопата» предназначено для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора (траншеи, котлованы и др.) с разгрузкой грунта в отвал или транспортные средства. Его основными составными частями являются стрела, рукоять, ковш и гидроцилиндры подъема стрелы, поворота рукоятки и поворота ковша.

Рабочее оборудование «прямая лопата» предназначено для разработки грунтов выше уровня стоянки экскаватора (карьеры, выемки и др.) с погрузкой грунта в транспортное средство. «Прямая лопата» с поворотным ковшом может производить планировку забоя. Основными составными частями «прямой лопаты» являются базовая часть стрелы, специальная рукоять, ковш с рычагом и тягой, гидроцилиндры подъема стрелы, поворота рукояти и поворота ковша.

Рабочее оборудование «погрузчик» предназначено для разработки грунта и погрузки сыпучих дробленых материалов выше уровня стоянки машины. Производительность экскаватора с оборудованием «погрузчик» выше «прямой лопаты», т. к. погрузочный ковш имеет вместимость в 1,5-2 раза большую. Кинематическая схема погрузочного оборудования (шарнирный четырехугольник-параллелограмм) обеспечивает движение режущей кромки ковша по прямолинейной горизонтальной траектории на уровне стоянки машины на значительной длине, что позволяет вести планировочные работы. Основными элементами погрузочного оборудования являются стрела, рукоять, тяги, подвеска ковша, ковш, гидроцилиндры стрелы, штоки которых присоединяются к кронштейнам рукояти, гидроцилиндр рукояти и гидроцилиндр ковша, установленного цапфами в подвеске ковша.

Рабочее оборудование «грейфер» предназначено для рытья колодцев, траншей, погрузки и разгрузки сыпучих материалов. Грейферное оборудование крепится на рукояти обратной лопаты вместо ковша. Жесткая подвеска грейфера обеспечивает возможность разработки плотных грунтов. Грейферное оборудование состоит из двух челюстей, которые шарнирно соединяются с рамой. Зубья и режущая кромка ковша имеют наплавку из твердого сплава. Тягами челюсти соединяются с ползуном. Раскрытие челюстей осуществляется гидроцилиндром, который установлен между продольными балками и соединен проушиной с рамой, а проушиной штока с ползуном.

В дорожных войсках на вооружении имеется войсковой гидравлический одноковшовый экскаватор (рис. 6.3) ЭОВ-4421. Он предназначен для механизации земляных и погрузочно-разгрузочных работ при оборудовании позиций войск и пунктов управления.

 
 

Карьерные экскаваторы - фотография 3 - изображение 3

Рис. 6.3. Общий вид экскаватора ЭОВ-4421

Состоит из базовой машины - автомобиля повышенной проходимости КрАЗ-255Б, экскаваторного оборудования, размещенного на поворотной платформе, и обвязочной рамы с четырьмя выносными гидравлическими опорами. Основными частями экскаваторного оборудования являются силовая установка, рабочее оборудование, гидравлический привод и электрооборудование.

Силовая установка расположена на поворотной платформе экскаватора. Она состоит из четырехтактного четырехцилиндрового дизельного двигателя СМД-14 мощностью 75 л.с. жидкостного охлаждения с вихревой камерой сгорания и обслуживающих его систем: питания топливом, питания воздухом, смазки, охлаждения и запуска.

Система питания топливом состоит из топливного насоса с всережимным регулятором центробежного типа, подкачивающей помпы с насосом подкачки топлива, штифтовых форсунок, закрытого типа фильтров грубой и тонкой очистки топливного бака, контрольных приборов.

Система питания воздухом предназначена для очистки воздуха от пыли, подачи его в цилиндр и включает воздухоочиститель и впускной коллектор.

Система смазки дизеля комбинированная, состоит из шестеренчатого, односекционного масляного насоса, центрифуги, масляного радиатора, контрольных приборов и трубопроводов.

Система охлаждения дизеля имеет закрытую циркуляцию жидкости и включает центробежный водяной насос с вентилятором и радиатором, термостат и контрольно-измерительные приборы.

Для запуска дизельного двигателя имеется одноцилиндровый карбюраторный двухтактный пусковой двигатель ПД-10У с редуктором СМД8-19С4В. Запуск двигателя ПД-10У осуществляется электростартером СТ-350. Для облегчения пуска дизеля при пониженной температуре окружающего воздуха предусмотрен электрофакельный предпусковой подогреватель.

Подробное описание устройства двигателя СМД-14, а также указания по его эксплуатации и регулировкам приведены в техническом описании и инструкции по эксплуатации «Дизель СМД-14 и его модификации».

Рабочее оборудование экскаватора состоит из основного (обратная лопата) и дополнительного оборудования.

Обратная лопата (рис. 6.4) предназначена для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора и состоит из унифицированной стрелы 1, рукояти 6, ковша 7, гидравлических цилиндров 2, 4, 5, трубопроводов и рукавов высокого давления 3 для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндрам.

 
 

Что такое экскаватор? Обзор и технические характеристики экскаваторов - фото 4 - изображение 4

В качестве дополнительного оборудования для выполнения погрузочно-разгрузочных работ на рукояти ковша установлена крюковая подвеска.

Стрела, рукоять и ковш соединены между собой шарнирно при помощи пальцев и бронзовых втулок, представляющих собой подшипники скольжения. Подъем и опускание стрелы осуществляются двумя гидроцилиндрами 2. Поворот рукояти в вертикальной плоскости осуществляется гидроцилиндром 4, а ковша - гидроцилиндром 5.

Для смазки трущихся поверхностей шарнирных соединений во всех пальцах и втулках рабочего оборудования экскаватора имеются масленки, через которые смазка подается к трущимся поверхностям.

Стрела (рис. 6.5) предназначена для установки на ней рукояти с ковшом и гидроцилиндров. Она представляет собой неразъемную сварную конструкцию коробчатого сечения Г-образной формы.

 
 

Введение - фото 5 - изображение 5

Рис. 6.5. Стрела:

1 - втулка основания стрелы; 2 - технологическое отверстие; 3 - отверстия для крепления штоков гидроцилиндров стрелы; 4 - проушины для крепления гидроцилиндра рукояти; 5 - втулки для установки рукояти; б - проушины рукояти

Места сварки составных частей стрелы усилены приваренными пластинами и накладками. Своим основанием стрела при помощи пальца, установленного во втулку 1, шарнирно соединяется с кронштейнами поворотной платформы экскаватора.

В средней части стрелы имеются два отверстия 2 и 3, первое из которых служит для соединения при помощи пальца с проушинами штоков гидроцилиндров стрелы, а второе в экскаваторе ЭОВ-4421 не используется: его наличие обусловлено унификацией металлоконструкции стрелы со стрелой экскаватора Э-5015А.

В верхней части стрелы в месте ее перегиба приварены проушины 4 для закрепления в них гидроцилиндра привода рукояти. В конце стрелы имеются две проушины 6, в отверстия которых впрессованы втулки 5 для шарнирного соединения при помощи пальца с рукоятью.

Рукоять (рис. 6.6) представляет собой удлиненную сварную конструкцию коробчатого сечения, выполненную из листового проката. В средней части рукояти имеется отверстие с впрессованной в него втулкой 7, которая совместно с пальцем обеспечивает шарнирное соединение рукояти со стрелой экскаватора. К проушинам верхнего конца рукояти при помощи пальца 1 шарнирно крепится шток гидроцилиндра привода рукояти.

 
 

Гусеничный ход - изображение 6 - изображение 6

Рис. 6.6. Рукоять:

1 - палец крепления штока гидроцилиндра к рукояти; 2 - кронштейн для установки гидроцилиндра ковша; 3 - тяги; 4 - втулки крепления ковша; 5 - кронштейн крюковой подвески; 6 - кронштейн для закрепления крюка в нерабочем положении; 7 - втулка для установки рукояти на стреле

На лобовой стороне рукояти приварены кронштейны 2 для шарнирного крепления в них гидроцилиндра ковша. На другом конце рукояти шарнирно крепятся тяги 3. При помощи пальцев и втулок 4 к рукояти шарнирно присоединен ковш. Снизу к рукояти приварены кронштейны 5 крюковой подвески и кронштейны 6 для закрепления крюка в нерабочем положении.

Ковш (рис. 6.7) представляет собой сварную объемную конструкцию из листового проката.

Для шарнирного соединения ковша с рукоятью к верхнему листу 6 ковша приварены две проушины 2, имеющие по два отверстия с запрессованными в них втулками 3 и 5; при помощи пальца и втулки 3 ковш шарнирно крепится к рукояти, а при помощи пальца и втулки 5 - к тяге. Для защиты от выпадания и проворачивания пальцы имеют фиксаторы 4.

Боковые стенки 7, 8 и днище 9 ковша, образующие его емкость, сварены между собой и приварены к верхнему листу. В передней части ковша имеется режущий контур, состоящий из боковых ножей 1 и козырька 10, к которому приварены скобы 12 для установки в них четырех сменных зубьев 13. От выпадания зубья удерживаются шплинтами 11.

Крюковая подвеска экскаватора (рис. 6.8) является дополнительным оборудованием и предназначена для выполнения грузоподъемных работ с грузами массой не более 3 тонн.

Крюковая подвеска состоит из крюка 8 с предохранительным замком 9, оси крюка 6, проушины 4 и кронштейна 2, приваренного к рукояти 3. Кронштейн 2 в нижней части имеет отверстия под палец 1, который шарнирно соединяет кронштейн с проушиной 4.

       
 

Другие типы шасси - изображение 7 - изображение 7

   

Принцип действия - изображение 8 - изображение 8

 

Рис. 6.7. Ковш:

1 - нож боковой; 2 - проушина; 3 и 5 - втулки; 4 - фиксаторы;

6 - верхний лист; 7 - правая стенка; 8 - левая стенка; 9- днище;

10 - козырек; 11 - шплинт; 12 - скоба; 13 – зуб

К нижней части проушины при помощи оси 6 крепится крюк. Проушина состоит из двух разъемных пластин, верхние части которых изогнуты и образуют втулки половинной длины, соединяемые между собой пальцем 1. Конструкция проушины позволяет разводить между собой нижние части пластин относительно оси пальца до упора за счет зазоров между верхними частями пластин проушины, что обеспечивает установку в ней оси крюка 6.

Ось крюка в своей средней уширенной части имеет выточку для установки в ней нижнего кольца упорного шарикоподшипника и отверстие для хвостовика крюка, а концы ее имеют резьбу для навинчивания гаек 7, удерживающих ось крюка от продольного смещения.

Крюк своим хвостовиком установлен в отверстие оси. На цилиндрическую часть хвостовика крюка напрессован упорный шариковый подшипник с поджимным стаканом, а на резьбовую часть навинчена поджимная гайка 5. От проворачивания гайка закреплена штифтом.

Затяжка гаек должна обеспечивать свободное вращение упорного подшипника и поворот оси крюка.

Фиксация крюковой подвески в нерабочем положении осуществляется при помощи пальца 10, устанавливаемого в отверстие кронштейна 11. Палец имеет встроенную шарнирную чеку, предохраняющую его от выпадания.

 
 

Особенности - фотография 9 - изображение 9

Рис. 6.8. Крюковая подвеска:

1 - палец; 2 - кронштейн; 3 - рукоять; 4 - проушина; 5 - поджимная гайка хвостовика крюка; 6 - ось крюка; 7 - гайка крепления оси;

8 - крюк; 9 - предохранительный замок; 10 - палец; 11 - кронштейн фиксации крюка в нерабочем положении

Гидравлический привод экскаватора предназначен для выполнения следующих операций: перевод рабочего оборудования из транспортного положения в рабочее и обратно; осуществление всех рабочих движений рабочего оборудования при отрывке котлованов, траншей (щелей) и при выполнении грузоподъемных работ; подъем и опускание выносных опор.

Управление всеми операциями осуществляется из кабины экскаваторщика. На экскаваторе установлен объемный гидропривод, принципиальная схема которого приведена на рис. 6.9.

Основными элементами гидропривода являются: двухсекционный аксиально-поршневой насос регулируемой производительности 20; гидрораспределительная аппаратура с системой предохранительных 21 и перепускных 4 клапанов; исполнительные агрегаты, включающие высокомоментный гидромотор 3 поворота платформы, гидроцилиндры рабочего оборудования 5, 6, 7 и выносных опор 8, 11; гидравлические фильтры 17, вмонтированные в бак 18 рабочей жидкости; соединительная аппаратура, состоящая из трубопроводов, рукавов высокого давления, поворотных соединений и других вспомогательных элементов.

Гидропривод экскаватора обеспечивает совмещение рабочих операций стрелы, рукояти и ковша с поворотом платформы, что способствует повышению производительности экскаватора.

Схема гидропривода определяет принципиальную взаимосвязь между его элементами: насосной установкой, регулирующими и распределительными устройствами, гидродвигателями и другим оборудованием независимо от их конструктивного исполнения.

 
 

Силовые установки - изображение 10 - изображение 10

Рис. 6.9. Принципиальная схема гидропривода:

1, 13, 14 - гидрораспределительные блоки БР18, БР16 и БР17; 2 - обратные клапаны; 3 - гидромотор поворота платформы; 4 - перепускные клапаны (клапанный блок); 5, 6, 7 - гидроцилиндры рабочего оборудования; 8 и 11 - гидроцилиндры выносных опор; 9 и 10 - запорные клапаны; 12 - центральный коллектор;

15 - трехходовой кран; 16 - калорифер; 17 - гидравлические фильтры; 18 - бак рабочей жидкости; 19 - двигатель СМД-14; 20 - гидронасос; 21 - предохранительный клапан; 22 - манометр давления; 23 - разгрузочный клапан

По числу потоков рабочей жидкости, подаваемой от насоса, схема гидропривода экскаватора является двухпоточной с возможностью объединения (разъединения) потоков вручную и раздельно-последовательным питанием гидродвигателей.

Привод гидронасоса 20 осуществляется от дизельного двигателя 19 СМД-14 (СМД-14-НГ).

Поток рабочей жидкости от правой и левой секций насоса поступает в моноблочные гидрораспределители 1, 13 и 14. При этом поток от правой секции поступает к гидрораспределителю 1, а от левой секции - к гидрораспределителям 13 и 14. Если золотники в гидрораспределителе 1 находятся в нейтральном положении, то рабочая жидкость проходит через его центральный канал, как через трубопровод, и соединяется в точке «В» с потоком рабочей жидкости, поступающим от левой секции насоса.

Общий поток рабочей жидкости от двух секций насоса (при нейтральном положении золотников в гидрораспределителях 13 и 14), проходя через их центральные каналы, поступает к трехходовому крану 15.

В зависимости от положения трехходового крана 15 поток рабочей жидкости может направляться в маслоохладитель (калорифер) 16 и далее через фильтры 17 в масляный бак 18 или, минуя маслоохладитель, направляется непосредственно через фильтры 17 в бак. Золотниками гидрораспределителя 1 осуществляется управление гидромотором 3 поворота платформы, гидроцилиндром 5 рукояти ковша и гидроцилиндрами 8 левых выносных опор.

Золотники гидрораспределителя 14 управляют гидроцилиндрами 6 стрелы, гидроцилиндром 7 ковша и гидроцилиндрами 11 правых выносных опор. Один из золотников распределителя 13 сблокирован с золотником распределителя 14 и перемещается с ним синхронно от одного рычага при управлении гидроцилиндром 5 рукояти ковша. Второй золотник распределителя 13 резервный и может быть использован для управления исполнительными органами сменного навесного оборудования.

Таким образом, исполнительные органы, управляемые гидро-распределительным блоком 1, питаются только от одной секции насоса, а исполнительные органы, управляемые гидрораспределительными блоками 13 и 14, при нейтральном положении золотников гидрораспределительного блока 1 - от двух секций насоса.

Гидросистема экскаватора позволяет совмещать одно рабочее движение, управляемое гидрораспределительным блоком 1, с одним рабочим движением, управляемым распределительными блоками 13 и 14. Кроме того, золотник управления работой гидроцилиндров 6 стрелы выполнен конструктивно так, что позволяет совмещать работу гидроцилиндров стрелы с одним из рабочих движений, управляемых четырьмя золотниками гидрораспределительных блоков 13 и 14. Следовательно, в совокупности могут быть совмещены одновременно три рабочих движения.

При совмещении операций каждый из гидроцилиндров питается потоком рабочей жидкости от одной секции насоса. Только гидроцилиндр 5 рукояти ковша при совмещении операции с гидроцилиндрами стрелы получает двойной поток жидкости благодаря тому, что им управляют с помощью сблокированных золотников распределителя, работающих синхронно.

Для защиты гидросистемы от перегрузок к напорным линиям каждой секции насоса 20 параллельно подключены предохранительные клапаны 21. Давление в рабочих полостях гидромотора 3 механизма поворота платформы ограничивается предохранительными клапанами, расположенными в блоке 4, а подпитка полостей гидромотора 3 с целью исключения разряжения в них осуществляется от сливной гидролинии через обратные клапаны 2.

Для предотвращения чрезмерного повышения реактивных давлений в гидроцилиндрах рабочего оборудования в полостях гидрораспределительных блоков 1 и 14 встроены разгрузочные клапаны 23.

С целью исключения перетечек рабочей жидкости из поршневых полостей одного гидроцилиндра выносных опор в другой установлены запорные клапаны 9 и 10.

Подача потока рабочей жидкости от поворотной платформы к неповоротной части экскаватора осуществляется через центральный коллектор 12.

В качестве рабочей жидкости в гидроприводе экскаватора при положительных температурах применяется масло МГ-30.

Работа гидропривода экскаватора сводится к выполнению определённых операций поворота платформы, работе гидроцилиндров рабочего оборудования и подъему и опусканию выносных опор.

Поворот платформы осуществляется с помощью золотника «П» распределительного блока БР18 (рис. 6.10). При перемещении золотника «П» из нейтрального положения в рабочее поток рабочей жидкости от правой секции «А» гидронасоса 15 через каналы в гидрораспределительном блоке БР18 поступает под давлением в напорную линию гидромотора 8 и приводит его во вращение.

Из сливной линии гидромотора поток рабочей жидкости поступает на слив в общую сливную магистраль. Во время активного вращения платформы, т. е. во время подачи потока рабочей жидкости в напорную линию, перепускной клапан 9 и блок подпиточных клапанов 7 не работают.

При возвращении золотника «П», управляющего поворотом платформы, в нейтральное положение напорная и сливная магистрали гидромотора запираются золотником.

Поворотная платформа, поворачиваясь по инерции, увлекает за собой гидромотор 8, который в этом случае работает в режиме насоса. Создаваемый гидромотором поток рабочей жидкости открывает один из перепускных клапанов 9 и направляется в противоположную магистраль гидромотора под давлением настройки клапана, равным 170±5 кгс/см2.

При этом гидролиния, которая питает гидромотор, работающий в режиме насоса, пополняется рабочей жидкостью от сливной гидролинии через соответствующий обратный подпиточный клапан 7.

 
 

Применение - изображение 11 - изображение 11

Рис. 6.10. Схема работы гидропривода:

1 - запорные клапаны: 2, 3 - гидроцилиндры выносных опор; 4 - гидроцилиндры стрелы; 5 - гидроцилиндр рукояти; 6 - гидроцилиндр ковша; 7 - обратный клапан; 8 - гидромотор поворота; 9 - перепускной клапан; 10 - гидрораспределительный блок БР18; 11 - гидрораспределительный блок БР17; 12 - гидробак;

13, 18 - разгрузочные клапаны; 14, 17 - предохранительные клапаны; 15 - гидронасос; 16 - регулятор мощности; 19 - гидрораспределительный блок БР16;

20 - центральный коллектор; 21 - клапан-демпфер

Подпитка рабочей жидкостью необходима для компенсации утечек рабочей жидкости из системы и для предотвращения появления разряжения в гидролинии и полостях гидромотора.

Для привода гидромотора механизма поворота платформы ис-пользуется только одна секция гидронасоса. Поэтому поворот платформы можно совмещать с любым движением рабочего оборудования.

Работа гидроцилиндров рабочего оборудования (рис. 6.10) осуществляется с помощью золотников, расположенных в гидрораспределительных блоках БР16 (управление гидроцилиндрами стрелы и ковша), БР17 и БР18 (управление гидроцилиндром рукояти ковша).

При перемещении одного из золотников «С» и «К» распреде-лительного блока БР16 или же золотника «Р» блока БР17 из нейтрального положения в рабочее поток рабочей жидкости от двух секций «А» и «Б» гидронасоса 15 под давлением поступает через обратные клапаны гидрораспределителей и соответствующие трубопроводы в штоковые или поршневые полости гидроцилиндров 4 стрелы, гидроцилиндра 6 ковша или гидроцилиндра 5 рукояти.

Перемещение штоков этих гидроцилиндров обусловливает движение стрелы, рукояти или ковша.

Гидравлическая схема обеспечивает независимое совмещение движения гидроцилиндра 5 рукояти с движением гидроцилиндра 6 ковша или гидроцилиндров 4 стрелы. За счет конструктивного исполнения пустотелого золотника «С», управляющего гидроцилиндрами 4 стрелы, возможно последовательное совмещение движений гидроцилиндров 4 стрелы и гидроцилиндра 6 ковша.

Во время выполнения земляных работ в запертых полостях гидроцилиндров возникают большие реактивные давления. Для ограничения этих давлений в соответствующих полостях гидрораспределителей встроены разгрузочные клапаны 13 и 18. При повышении реактивного давления в полостях гидроцилиндров выше допустимого значения (давление настройки клапана) клапаны 13 и 18 соединяют эти полости со сливной магистралью.

Для обеспечения плавного опускания стрелы в золотник «С», управляющий движением гидроцилиндров стрелы, вмонтирован обратный клапан-демпфер 21.

Таким образом, гидравлическая схема позволяет эффективно использовать полную мощность двух секций насоса 15, направляя при необходимости суммарный поток рабочей жидкости к одному из цилиндров рабочего оборудования или распределяя его на несколько гидроцилиндров одновременно. При этом обеспечивается совмещение всех необходимых движений рабочего оборудования.

Подъем и опускание выносных опор осуществляется золотниками «Оп» и «Ол», расположенными в распределительных блоках БР16 и БР18. При включениии золотника «Оп» в рабочее положение поток рабочей жидкости направляется от распределителя БР16 по трубопроводам через центральный коллектор 20 и запорные клапаны 1 к гидроцилиндрам 2 правых (по ходу машины) выносных опор.

При включении золотника «Ол» распределительного блока БР18 поток рабочей жидкости в такой же последовательности поступает к гидроцилиндрам 3 левых выносных опор. Запорные клапаны 1 исключают перетечку рабочей жидкости из поршневой полости одного цилиндра в другой. Кроме того, на запорных клапанах замыкаются реактивные давления от выносных опор, чем предохраняются от избыточных давлений вращающиеся элементы центрального коллектора. Это повышает надежность и долговечность центрального коллектора.

Электрооборудование экскаватора ЭОВ-4421 представляет собой электрооборудование базового автомобиля напряжением 24 В и экскаваторное электрооборудование напряжением 12 В.

Описание электрооборудования базового автомобиля приведено в инструкции по эксплуатации автомобиля КрАЗ-255Б и в данной главе не рассматривается.

Принципиальная электрическая схема экскаваторного электрооборудования показана на рис. 6.11.

Экскаваторное электрооборудование размещено на поворотной платформе экскаватора и состоит из источников и потребителей электрической энергии, вспомогательной аппаратуры, контрольно-измерительных приборов, электропроводов.

Источниками электрической энергии являются аккумуляторная батарея 24 и генератор 20, работающие совместно с реле-регулятором 19.

К потребителям электрической энергии относятся электростартер 25, электрические лампы 1, 4, 9, 13, 15, 26, электродвигатели вентилятора 2 и стеклоочистителя 7, звуковой сигнал 27.

К контрольно-измерительным приборам относятся амперметр 22, указатель температуры рабочей жидкости 6 гидросистемы и указатель температуры воды 8 в системе охлаждения двигателя, которые расположены на приборном щитке в кабине экскаваторщика.

Все источники и потребители электрической энергии соединены по однопроводной схеме. Отрицательный полюс аккумуляторной батареи соединен с «корпусом» экскаваторного оборудования.

Кроме ЭОВ-4421 в дорожных войсках применяются экскаватор ЭО-2621 (рис. 6.12) и экскаватор ЭО-3322А.

Экскаватор предназначен для разработки грунтов 1-3 категории и погрузки сыпучих и мелкодробленых материалов. Машина имеет два вида рабочего оборудования: экскаваторное и бульдозерное.

Экскаваторное оборудование является основным рабочим органом и представляет собой унифицированный ковш прямой и обратной лопат емкостью 0,25 м3. Кроме того, экскаватор может быть оснащен по специальному заказу погрузочным ковшом емкостью 0,5 м3, крановой подвеской, вилами, оборудованием грейфера и обратной лопатой со смещенной осью копания.

 
 

Самые большие экскаваторы - фото 12 - изображение 12

Рис. 6.11. Схема электрооборудования:

1 - фара ФГ-304; 2 - вентилятор кабины; 3 - выключатель ВК-26-А2; 4 - плафон ПК201А; 5 - выключатель ВК-26-А2; 6 - указатель температуры масла УК 133М; 7 - стеклоочиститель СЛ 123; 8 - указатель температуры воды УК 133-В; 9 - контрольная лампа ПД-20-Е; 10 - датчик ТМ 103; 11 - датчик указателя температуры воды ТМ 100; 12 - датчик указателя температуры масла ТМ 100; 13 - лампа переносная ПЛТМ-3,5; 14 - розетка 47К; 15 - подкапотная лампа ПД-308; 16 - подогреватель; 17 - элемент контрольный ПД50В; 18 - выключатель ВК 317-А2;

19 - реле-регулятор РР362-Б; 20 - генератор Г306Г; 21 - предохранитель ПР12-Д; 22 - амперметр АП-200; 23 - выключатель ВК 318-Б; 24 - батарея СТСТ ЭМС;

25 - стартер СТ350; 26 - лампа освещения щитка приборов А12-21; 27 - сигнал С302; 28 - сигнал СЗОЗ; 29 - переключатель ПЗОО-Б; 30 - реле РСЗОЗ; 31 - выключатель ВК 322; 32 - панель соединительная ПС2-А2; 33 - источник электропитания автомобиля; 34 - выключатель ВК-26-А2; 35 - фара ФГ318

Бульдозерное оборудование устанавливают в передней части трактора и используют для засыпки траншей, очистки дорог от снега, сгребания строительного мусора. Его можно применять для работы с грунтами до 2 категории включительно.

Экскаватор Hitachi - фото 13 - изображение 13

Рис. 6.12. Общий вид экскаватора ЭО-2621

Рабочее оборудование монтируется на рамах, крепление которых выполнено таким образом, чтобы разгрузить остов трактора.

С помощью гидроцилиндра отвал может быть установлен на разной высоте. Кроме основного назначения отвал выполняет также роль противовеса. Для повышения устойчивости экскаватора в работе используют выносные опоры, которые крепят к раме. Используя два гидроцилиндра, опоры могут быть опущены на грунт или во время движения машины подняты вверх.

На раме также смонтированы гидросистема экскаватора, механизм поворота и экскаваторное рабочее оборудование, состоящее из стрелы, рукояти и ковша. Каждым из этих узлов управляют с помощью одного (стрела и ковш) или двух гидроцилиндров (рукоять). Жидкость к гидроцилиндрам подают под давлением от насосной установки. Запас рабочей жидкости для гидроцилиндров находится в баке.

Машиной управляют путем перемещения золотников гидрораспределителей. Сиденье машиниста может быть повернуто на 180 градусов.

При одном его положении машинист управляет трактором во время его передвижения, а при другом - работой экскаватора. Для удобства обслуживания топливный бак вынесен в переднюю часть трактора.

Замену рабочего оборудования машинист может выполнить в течение часа с помощью крана грузоподъемностью не менее 0,25 т. При отсутствии подъемных средств для перемонтажа необходимо участие второго рабочего.

На экскаваторе работают две гидравлические системы: одна из них установлена на тракторе; другая, для привода узлов рабочего оборудования - на экскаваторе.

Гидросистема трактора включает шестеренный насос типа НШ-67К, который приводится в движение от вала дизеля через редуктор. Насос через гидрораспределитель подает жидкость в гидроцилиндр стрелы и в гидроцилиндр механизма поворота, а также через тракторный гидрораспределитель – в гидроцилиндры выносных опор и гидроцилиндр бульдозера.

Гидросистема экскаватора (рис. 6.13) включает два шестеренных насоса типа НШ–32У, которые через гидрораспределитель подают жидкость в гидроцилиндры. Гидроцилиндр стрелы питается или от каждой гидросистемы раздельно, или от двух гидросистем суммарным потоком рабочей жидкости с целью ускорения рабочей операции.

 
 

Силовой агрегат «Хитачи ZX200» - фотография 14 - изображение 14

Рис. 6.13. Гидравлическая схема экскаватора ЭО-2621В на тракторе ЮМЗ-6А:

1 - гидробак; 2, 3 - шестеренные насосы; клапаны: 4 - разгрузочный,

9 - обратный, 12 - перепускной; гидроцилиндры: 5 - стрелы, 6 - рукояти, 7 - ковша, 11 - поворота, 13, 15 - выносных опор, 14 - бульдозера; 8 - дроссель; 10 - механизм поворота; I - III - гидрораспределители

Для предохранения механизмов экскаватора от перегрузок в гидрораспределителях установлены клапаны. К трубопроводам гидроцилиндра стрелы подсоединен разгрузочный клапан для предохранения от изгиба штока гидроцилиндра при возникновении реактивных давлений. При чрезмерном повышении давления в запертой поршневой полости гидроцилиндра разгрузочный клапан перепускает жидкость в штоковую полость гидроцилиндра, а избыток жидкости - в бак.

Механизм поворота состоит из поворотной колонны, цепной передачи и двух гидроцилиндров. Поворотный корпус опирается на конические роликоподшипники и вращается относительно стакана головки рамы с помощью цепной звездочки, приводимой в движение цепью от гидроцилиндров. Оба гидроцилиндра работают попеременно. Если шток одного гидроцилиндра втягивается, то цепь, соединенная с ним тягой, проворачивает звездочку и корпус, а другой гидроцилиндр совершает холостой ход.

С целью увеличения крутящего момента, развиваемого механизмом поворота, рабочая жидкость подается под давлением в поршневые полости гидроцилиндров.

Штоковые полости гидроцилиндров также заполнены жидкостью и соединены между собой. Если подать жидкость в поршневую полость одного из гидроцилиндров, то в его штоковой полости также возникает давление, которое передается в штоковую полость другого гидроцилиндра поворота. Цепная звездочка начнет вращаться вместе с корпусом поворотной колонны и закрепленным на ней рабочим оборудованием. Потери жидкости в штоковых полостях компенсируются через обратный клапан, соединенный с трубопроводами рукояти. Плавное автоматическое торможение механизма поворота в середине хода осуществляется с помощью перепускного клапана, а в конце хода – за счет демпферных устройств, смонтированных в задних крышках гидроцилиндров.

В корпусе сделаны проушины для установки стрелы и ее гидроцилиндра, а также прилив с пальцем - для фиксации механизма поворота в транспортном положении.

Устройство и принцип действия экскаватора

Устройство - изображение 15 - изображение 15

Муниципальное образовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа имени К.Н. Новикова

Курсовая работа по теме:

Экскаватор

Качканар

2011

Введение

Современное производство основано на разделении труда. Это обусловливает необходимость перевозки сырья, полуфабрикатов или готовой продукции с места добычи или производства к местам потребления.

Парк горных и транспортных машин, занятых в сфере горного производства, постоянно растет. Однако только количественного роста недостаточно для быстрого повышения производительности труда. Необходимы качественные изменения за счет увеличения единичной мощности машин и грузоподъёмности работающих с ними в технологической цепочке средств транспорта, создания более безопасного, надежного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования, обладающего повышенной комфортностью для экипажа и удобством в управлении.

Машины и оборудование, используемые на открытых горных работах, принято подразделять по роду выполняемой работы, то есть по технологическому признаку, на семь классов:

Машины для подготовки горных пород к выемке;

Выемочно-погрузочные машины;

Выемочно-транспортирующие машины;

Транспортные машины;

Отвалообразующие машины;

Сортировочно-обогатительное оборудование;

Машины для вспомогательных работ.

Горные машины для открытых работ могут быть также классифицированы по видам используемой энергии, ходовому оборудованию, способу экскавации, массе и конструктивным признакам.

Комплексная механизация и организация работ на карьерах развиваются на основе внедрения поточной технологии, а также совмещения или в некоторых случаях разделения производственных процессов.

Поточную технологию легче осуществить при применении машин непрерывного действия. Однако возможно достижение поточности и при использовании экскаваторов цикличного действия.

1. Я взял эту тему потому, что я хочу работать на экскаваторе в ГОКЕ и хочу сохранить традиции моего деда, отца и брата.

2. Цель. Рассмотреть конструкции современных грузоподъёмных и грузозахватных приспособлений.

3. Задачи:

Рассмотреть конструкции современных грузоподъёмных и грузозахватных приспособлений.

Изучить устройство и принцип действия экскаватора.

Изучить историю развития и совершенствования экскаватора.

Рассмотреть виды экскаваторов, работающих на КГОКе.

1. История

Ковш современного экскаватора. Вот его описание: “Ковш, заостренный, как лемех, спереди и сзади, имеет сито. Это Историю землеройной техники, в частности экскаваторов, можно начать писать с начала 15 века, когда в венецианском издании «Кодекса Джованни Фонтана» 1420 года был опубликован рассказ о ковшедолбежной землечерпалке, использовавшейся для углубления дна каналов, расширения морских гаваней. Но официально идея создания землеройных машин принадлежит Леонардо да Винчи, который в начале 16 в. предложил схемы экскаваторов-драглайнов. К 1500 году относится набросок чертежа грейфера для землечерпалки. Несколько лет спустя Леонардо руководил прокладкой каналов в засушливой Миланской долине. На земляных работах он применил землечерпалку собственной конструкции. В записных книжках ученого наряду с чертежами летательного аппарата есть зарисовки землечерпалки с ковшом-драглайном, а также сооружения, напоминающего конструкцию экскаватора. Драглайн, предложенный Леонардо да Винчи, в основных чертах напоминает позволит зачерпнуть много грунта и даст стечь воде. Ковш будет подвешен на канатах, которые наматываются на ворот, расположенный на понтоне. Дно ковша может также откидываться, что облегчит его разгрузку”. Сейчас, правда, не выпускаются ковши-драглайны с откидным днищем, но этот принцип успешно применяется в ковшах для прямой лопаты. В 1597 году для очистки каналов в Венеции была сконструирована и построена плавучая землечерпалка. Автором ее был венецианский механик Буанаюто Лорини, который описал устройство машины в труде “Делле Фортификационе”. Далее в 1718 г. проект землеройного устройства с двумя ковшами представили Французской Академии наук механики де ла Бальм и Белидор. Механизм работал в портах Тулона и Бреста. Затем в 1795 году известный американский изобретатель, создавший первый практически пригодный пароход, Роберт Фултон сконструировал и первый четырехколесный грейдер-элеватор. Однако испытана машина была только через 70 лет на строительстве дорог в Америке. Но в 1796 году на дноуглубительных работах в английском порту Сандерленд была применена ковшовая драга с приводом от паровой машины. Построена она при участии изобретателя паровой машины Джеймса Уатта. За один рабочий ход ковши доставали со дна гавани до полутора тонн грунта, что примерно в 4 раза превышало производительность ручной драги. Большой вклад в развитие технологии экскаваторостроения внести французы: в 1860 году инженер М. Кувре создал сухопутный цепной многоковшовый экскаватор с двигателем 15 лошадиных сил. Он был испытан на строительстве дороги Седан - Тионвиль, а позднее работал на сооружении Суэцкого канала. А уже 1862 году на улицах Парижа появился первый паровой каток с обеими ведущими осями. Изобретателем машины был механик Балейсон. Однако паровые катки большого распространения не получили. Ведь для поддержания необходимого давления в его котле требовалось сжигать 60-80 килограммов топлива в час. В начале 20 века, с развитием электроэнергетической отрасли семимильными шагами развивались и конструкции экскаваторов. В 1905 году были выпущены первые паровые полноповоротные (с поворачивающейся кабиной) экскаваторы немецкой фирмой “Оренштейн & Коппель”. Ковши этих машин вмещали до 4 кубометров земли. В 1910 году появились первые электрические экскаваторы, а американская фирма “Бюсайрус” выпустила в свет полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу. Начиная с 1912 года начал работать первый экскаватор с двигателем внутреннего сгорания на гусеничном ходу.Русские изобретатели предложили немало интересных устройств, способствовавших облегчению тяжелого труда на строительстве каналов, дорог, мостов и других сооружений. Так, в конце 20-х годов 19 века в Петербурге появился ржевский мещанин Немилов. Он уже построил немало мельниц, плотин и мостов, применяя при этом хитроумные машины собственной конструкции и изготовления. Вот и теперь он сдал на заключение генералу Бетанкуру чертежи: “Машины для уравнения земли у подошвы реки”, “Машины для выстилки плитою из гранитного камня подошвы между столбов” и “Копра особого устроения, каковые еще нигде не виданы”. Трижды пришлось Немилову продлить в столице свой паспорт, ответа он так и не дождался и вернулся на родину ни с чем. А ведь эти проекты, если б были одобрены и приняты, могли сыграть заметную роль в развитии строительных машин. В те же годы в Петербурге на чердаке одного из домов Гороховой улицы у Каменного моста жил “страстный механик” Казаманов. Не имея ни средств, ни материалов, ни инструментов, он умудрялся все же сооружать модели своих изобретений, среди которых были и своеобразный копер для вбивания свай, и машина “для подъема тяжестей с большею легкостью и удобностью на возвышенность”. Технические новинки, созданные этими и другими безвестными изобретателями-самоучками, не нашли ни должного понимания, ни должного распространения. Может быть, чуть больше повезло русским землечерпалкам. Первая плавучая землечерпалка была создана в Петербургском институте путей сообщения в 1809 году. Ее мощность составляла 15 лошадиных сил. Такое устройство могло заменить труд многих людей. Предназначалась эта машина для очистки водоемов. В 1811-1812 годах землечерпалку построили на Ижорском заводе. Начиная, с 1813 и по 1819 год машина работала на очистке Кронштадтского порта. Позднее в России и за границей были предложены усовершенствованные конструкции землечерпалок. Но это был, пожалуй, один из первых многоковшовых экскаваторов. В 1847 году русский изобретатель Кушелевский сделал еще один шаг в этой области. Он предложил идею землечерпательной машины, которая могла работать как на воде, так и на суше. Эта машина соединяла в себе достоинства речной землечерпалки и сухопутного экскаватора. В 1854 году в Петербурге были изданы материалы, подготовленные комиссией, изучавшей природные богатства и хозяйство Пермской губернии. В них опубликованы интересные сведения о первом русском паровом экскаваторе, который авторы документа и назвали “земляным механизмом”. Кем он был построен, членам комиссии не удалось установить. Было известно только, что был этот неизвестный механик родом из Нижнего Тагила, но описанная машина выполняла, по существу, то, что делает экскаватор: она могла перемещаться и “посредством особых устройств”, говорилось в описании машины, копала руду и производила ее уборку от забоя, подготавливая фронт работ для дальнейшей выемки руды. Так, почти 130 лет назад в России в руднике горы Высокой на Урале был применен способ открытой разработки полезных ископаемых с помощью экскаватора. Производство одноковшовых экскаваторов в России было начато в 1901 на Путиловском (ныне Тверской экскаваторный) заводе. В СССР производство экскаваторов было организовано в 1931. Выпущены первые 15 машин. С 1947 Уральский завод тяжёлого машиностроения (УЗТМ) впервые в мире организовал серийный выпуск карьерных экскаваторов с ковшами ёмкостью 3-5 м3. В 1958 на УЗТМ был изготовлен шагающий экскаватор-драглайн с ковшом 25 м3 и стрелой 100 м, а на Новокраматорском машиностроительном заводе (НКМЗ) в 1965 - экскаватор-лопата с ковшом 35 м3 для крепких грунтов. В 1975 УЗТМ закончил изготовление шагающего драглайна с ковшом ёмкостью 100 м3 и стрелой 100 м. УЗТМ осваивает наиболее мощную карьерную лопату, с ковшом 20 м3, для крепких грунтов (1976).

Активное строительство железных дорог в США в тридцатых годах девятнадцатого века и нехватка при этом строительных рабочих привели к созданию в 1832-1836гг американцем Отисом первого парового одноковшового экскаватора.

Экскаватор был неполноповоротным, имел железнодорожную ходовую часть, был оснащен ковшом 1,14 куб.м, паровым двигателем мощностью 15 л.с., обеспечивал среднюю производительность 45-50 куб.м/час и заменял примерно 50 рабочих. Уже через несколько лет экскаваторы Отиса заменяли 180 рабочих. Первоначально экскаваторы использовались преимущественно на строительстве железных дорог. Один из первых экскаваторов был продан в Англию в 1842 г, а в 1843 г четыре из семи построенных Отисом экскаваторов были проданы в Россию для использования при строительстве Николаевской железной дороги. Однако строительные подрядчики не восприняли эти машины и в 1848 г продали на Урал. В Нижнем Тагиле экскаваторы, впервые в мировой практике, были использованы на вскрышных работах при добыче руды.

Во второй половине девятнадцатого века масштабное строительство железных дорог и каналов потребовало перемещения все больших масс земли, которое уже не могло быть осуществлено с помощью ручного труда землекопов. Это привело к активному развитию разнообразных землеройных машин.

В Германии применялись «строительные локомобили», оснащенные одноканатными грейферами.

До конца века основные объемы земляных работ на строительстве железных дорог в России выполнялись вручную (лопаты, тачки, грабарки), поскольку дешевая рабочая сила существовала в избытке. Когда при строительстве западносибирского участка Транссибирской магистрали возникли затруднения с рабочей силой, были закуплены в Америке «землекопные машины»

В такие машины впрягались 12-16 лошадей. Для выемки и перемещения грунта использовались, также, конные волокуши с металлическим ковшом, которые назывались «скреппелами» или «землеройками».

Первый русский одноковшовый неполноповоротный железнодорожный экскаватор со сменным ковшом (2,3 куб.м. для легких грузов и 1,5 куб.м. для тяжелых грузов) был построен на Путиловском заводе в 1902 году. Производительность его была 100-290 куб.м./час, вес 65-75 т. До 1917 года было построено 35 таких машин. В начале XX века экскаваторы использовались в России довольно интенсивно. Например, при возведении сухого дока в Кронштадте в 1909-1910 годах работы велись в две смены по 10 часов каждая. Машины этого типа изготавливались до 30-х годов XX века.

В отдельных случаях применялись плавучие экскаваторы. Плавучие экскаваторы выполнялись, как правило, неполноповоротными с прямой лопатой.

Во второй половине XIX - начале XX веков началось строительство гигантских каналов, при котором требовалось перемещать огромные массы грунта.

Суэцкий канал (длина 160 км, начало строительства - 1859 г) сооружался около 10 лет (в основном, вручную). Общая численность рабочих, занятых на постройке, достигала 40 тысяч человек. За время строительства было перемещено примерно 75 млн. кубометров грунта.

При сооружении Панамского канала (1880-1913гг) было перемещено 160 млн. кубометров грунта. На втором этапе строительства (1903-1913гг) применялись более ста одноковшовых (преимущественно железнодорожных) и около 20-ти многоковшовых экскаваторов.

После первой Мировой войны, одновременно с общим развитием техники, активизировалось и развитие экскаваторов. Двигатели внутреннего сгорания и электропривод, применение гусеничного (и шагающего) хода позволили существенно увеличить мощности и мобильность экскаваторов. Экскаваторы стали полноповоротными, увеличилась номенклатура их рабочего оборудования (прямая и обратная лопата, драгляйн, струг и пр.) и сфера их применения (вскрышные, тоннельные работы и пр.). В США и в России совершенствовались одноковшовые экскаваторы. В Германии начали строить все более мощные многоковшовые экскаваторы. Появились многочисленные специальные машины (канавокопатели и др.).

Уже в начале 50-х годов XX века использовались гигантские экскаваторы с ковшами объемом до 30 куб.м. (ЭГЛ-15 Ново-Краматорского завода, американские экскаваторы Марион, Бюсайрус и др.).

Во второй половине XX века традиционные типы экскаваторов совершенствовались в основном за счет применения новых машиностроительных технологий и оборудования (гидропривод и пр.).

Ручной труд на земляных работах сохранился только в тех случаях, когда имеется избыток бесплатной рабочей силы либо при малом объеме и стесненных условиях работ, не позволяющих применить необходимую землеройную технику. 

2. Основная часть

2.1 Определение

ЭКСКАВАТОР выемочно-погрузочная машина цикличного действия для земляных работ и добычи полезных ископаемых. Экскаваторы применялись еще в Древнем Египте и Древнем Риме как средство механизации работ по углублению русел рек и каналов. В зависимости от организации процесса черпания они делятся на ряд типов: механическая лопата (прямая и обратная), драглайн, многоковшовый, роторный, грейферный и т.д. Первая паровая механическая лопата была запатентована в 1836. В настоящее время большинство экскаваторов имеет электрический или дизельный приводы. Механическая лопата. Усилие черпания прямой механической лопаты складывается из направленной вверх силы тяги, прилагаемой к ковшу подъемной цепью или подъемным проволочным канатом, и осевого усилия напора, прилагаемого к рукояти, на которой закреплен ковш. По своему назначению (и вместимости ковша) механические лопаты подразделяются на универсальные (0,2-2 м3), карьерные и добычные (2-5 м3) и вскрышные (8-90 м3). Все эти экскаваторы выполняются на гусеничном ходу. На основании устанавливается поворотная платформа, несущая стрелу. Нижний конец стрелы опирается (через шарниры) на эту платформу, а верхний удерживается в рабочем положении канатным подвесом, опорой которого служат треугольные рамы, тоже закрепленные на платформе. Стрела может быть рассчитана на работу с ковшом прямой или обратной лопаты, ковшом драглайна, грейферным ковшом или работу с грузоподъемным крюком. Универсальный одноковшовый экскаватор. Экскаватор такого типа легко перестраивается на любой вид работ путем замены переднего рабочего оборудования. Все основные параметры таких экскаваторов (вылет стрелы, размеры гусеничных опор, габариты, мощность привода, линейные скорости, вместимость ковша, грузоподъемность, вид двигателя) стандартизованы. Как правило, они выпускаются с бензиновыми или дизельными двигателями, но может быть предусмотрен и электропривод. Карьерные и добычные одноковшовые экскаваторы. Такие машины рассчитаны на самые тяжелые условия эксплуатации. Они проектируются как механические лопаты, допускающие переоборудование в драглайн. Поскольку они предназначаются для карьеров, шахт, крупных строительств, где имеется подвод электроэнергии, их, оборудуют системой электропривода, основанной на управлении по напряжению всеми или некоторыми функциями - черпанием, поворотом стрелы, напором и перемещением. Основой такой системы служит двигатель-генераторный агрегат, в котором электродвигатель переменного тока механически связан с отдельными электрогенераторами, питающими приводы разных групп оборудования. Частоты вращения и вращающие моменты приводов регулируются изменением тока возбуждения электрогенераторов и электродвигателей. Вскрышные механические лопаты. Для таких экскаваторов характерны большие радиусы черпания и разгрузки (более 100 м) и большая вместимость ковша (90 м3 и более). От малых универсальных и карьерных экскаваторов, перемещающихся на двух жестко закрепленных гусеничных тележках, они отличаются конструкцией гусеничного хода. Каждый из четырех углов их основания опирается на двухленточную гусеничную тележку. Горизонтальность основания автоматически поддерживается гидравлическими домкратами, цилиндры которых закреплены на основании экскаватора, а поршни - на гусеничных тележках. Шире других используются существуют два варианта конструкции переднего оборудования. В одном из них основными узлами являются одноканатная двухбарабанная лебедка, рукоять круглого сечения и канатный напорный механизм, закрепленный на поворотной платформе. Подъемный механизм сбалансирован, так что при опускании ковша поднимается противовес, а опусканием противовеса облегчается поднятие ковша при срезании грунта. В другом варианте используется трехканатная лебедка без противовеса. Стреле, рукояти и напорному механизму придается особая конструкция с промежуточным шарниром, обеспечивающая независимость подвеса. Напорный механизм, закрепленный на треугольной или портальной ферме, воздействует на двухзвенную рукоять, которая поддерживается и направляется подвижным жестким звеном. Драглайн. В отличие от прямой механической лопаты, которая разрабатывает забой, расположенный выше горизонта установки самого экскаватора, экскаватор-драглайн (как и обратная лопата) разрабатывает грунт ниже уровня стояния машины. Его ковш подвешен на подъемном канате, а черпание осуществляется подтягиванием "на себя" вторым, тяговым канатом. Ковш врезается в грунт под тяжестью собственного веса. Такое устройство позволяет разрабатывать даже крепкую скальную породу, разрыхленную взрывом. Благодаря своим большим рабочим размерам (глубине черпания, радиусу и высоте разгрузки) драглайн особенно подходит для строительства каналов и дамб, подводного черпания, разработки россыпных месторождений и месторождений требующих раздельной выемки покрывающей породы и промышленной руды. Производительность драглайна зависит от глубины черпания и высоты подъема, а также от рабочего угла поворота стрелы. Экскаватор с вместимостью ковша 20 м3 снимал покрывающую породу с угольного пласта с производительностью ок. 640 000 м3 в месяц (720 рабочих часов). В ходе 14-дневных испытаний драглайн с вместимостью ковша 9 м3, разгружавший материал в хоппер, показал производительность погрузки, равную 400 м3 за 1 ч. Основание драглайна служит для закрепления поворотной платформы. На платформе установлены стрела и барабаны лебедок для подъемного и тягового канатов. Барабаны через муфты и зубчатые передачи связаны с отдельными дизелями или электродвигателями. Подъемный канат огибает шкив на конце стрелы, а тяговый пропассован через направляющее устройство у основания стрелы. Для опускания ковша и стравливания подъемного каната машинист выключает сцепление барабанов, и ковш опускается под собственным весом. Скорость опускания регулируется тормозами. Для поворота стрелы даже на дизельных экскаваторах предусматривается система управления с двигатель-генераторным агрегатом. На экскаваторах же с электроприводом такая система управления применяется для всех функций. Большие драглайны выпускаются на шагающем ходу, который состоит из центральной опорной плиты, боковых лыж и кулачкового или рычажного механизма, приводящего их в движение. Когда экскаватор опирается на плиту, лыжи приподняты и могут перемещаться. После их опускания экскаватор вместе с центральной плитой приподнимается, опирается на лыжи и перемещается. Шаг перемещения составляет ок. 2 м. Поскольку лыжи закреплены на поворотной платформе, ее поворотом можно изменить направление перемещения, так что машина может перемещаться даже в боковом направлении. Благодаря высокой маневренности и проходимости шаговый ход вытесняет гусеничные и другие ходовые устройства. Башенный драглайн (канатно-скреперная установка). Это экскаватор-драглайн, стрела которого заменена натянутым между двумя башнями канатом, несущим ковш. Такой драглайн может иметь эффективный "вылет стрелы" (расстояние между башнями) до 500 м. Применяются башенные драглайны двух типов: с волочением ковша по земле от точки черпания до точки разгрузки и с перемещением его над землей. Башни могут быть установлены на гусеничном ходу. По натяжному канату ходит кабельная тележка, к которой прикреплен ковш. Когда натяжному канату дается слабина, ковш под собственным весом движется от высокой башни к низкой. На больших пролетах ковш снабжается хвостовым канатом. При приспущенном натяжном канате посредством тягового каната осуществляется черпание. По заполнении ковша натяжной канат натягивается, и ковш приподнимается для перемещения по поверхности земли. Когда ковш приходит в зону разгрузки, натяжной канат натягивают так, чтобы можно было поднять ковш на нужную высоту. Ковш разгружается через дно, для чего ему часто придают серповидную форму. Такие драглайны применяются преимущественно на строительстве дамб обвалования. Канатно-скреперные установки второго типа широко используются на заводах по производству щебня и гравия; ковш в них обычно без открывающегося дна, и управление разгрузкой осуществляется посредством тягового каната.

2.2 Модификации

Экскаватор ЭКГ-10 предназначен для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых до V категории включительно. Малоопорное гусеничное ходовое устройство позволяет передвигаться на уклонах до 12 градусов.

Экскаватор ЭКГ-10 является базовой моделью. Для использования экскаватора ЭКГ-10 в различных технологических схемах на его базе разработаны следующие модификации:

ЭКГ-10М с уширенным ковшом вместимостью 11,5 м3 и лучшей заполняемостью ковша при использовании на угольных разрезах. Основной ковш предназначен для пород с объемом весом в целом не более 2,7 т/м3 (по специальному заказу).

ЭКГ-10Р с ковшом 8 м3. Экскаватор ЭКГ-10Р имеет увеличенное подъемное усилие до 110 т вместо 100 т и рядную подъемную лебедку с увеличенным межцентровым расстоянием редуктора. На поворотной платформе предусмотрены платики и отверстия для крепления как рядного, так и планетарного редуктора подъема.

Экскаватор ЭКГ-10 с объемом ковша 10 м3 имеет конструкцию, схожую с моделью ЭКГ-8, но некоторые элементы рабочих органов модернизированы, а именно:

оптимизированы углы резания и геометрия ковша, что обеспечивает улучшенную внедряемость в породу и полную наполняемость ковша;

применено более надежное фланцевое крепление ковша к рукояти;

цилиндрические редуктора заменены более надежными и компактными планетарными;

вкладыши на седловом подшипнике заменены на регулируемые ролики, что снижает динамические нагрузки;

рукоять снабжена демпфером в целях снижения внутренних напряжений;

для намотки кабеля предусмотрен барабан с электродвигателем.

В целом модель данного экскаватора отличается высокой надежностью и увеличением производительности, благодаря сокращению цикла погрузки и снижения энергоемкости работ. (Рис.4)

2.3 Электрооборудование экскаватора ЭКГ 10

Экскаватор ЭКГ 10 (и его модификации) оборудован современной электронной системой управления на основе тиристорных преобразователей, обеспечивающих независимое бесступенчатое регулирование главных приводов и формирование оптимальных статических и динамических характеристик по схеме «генератор-двигатель».

Система управления снабжена необходимыми блокировками для обеспечения надежной и безопасной работы экскаватора. Блочное исполнение преобразователей облегчает обнаружение неисправностей и их ремонт.

2.4 Назначение и мощность экскаватора

Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки времени, она относится к машинам прерывного (цикличного) действия, если производит все операции одновременно, - машиной непрерывного действия. К экскаваторам прерывного действия относятся одноковшовые, а к экскаваторам непрерывного действия - многоковшовые, скребковые и фрезерные. Одноковшовые и многоковшовые экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. Сухопутные экскаваторы имеют гусеничное, пневмоколесное, рельсовое и шагающее ходовое устройство. Все механизмы экскаватора приводятся в движение дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими двигателями. Наиболее экономичными являются дизельные и электрические двигатели. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, на экскаваторах, работающих в карьере, выгодно применять электродвигатели, так как электричество - наиболее дешевый вид энергии, а при работе на строительстве дорог, где машину часто перевозят с места на место, целесообразно использовать дизельные двигатели. Если все механизмы экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называют одномоторным. Если в экскаваторе каждый механизм (или группа механизмов) приводится в движение отдельным двигателем, такой привод называется многомоторным. С целью передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используют следующие виды приводов: - механический, когда движение передается с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных передач; - гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос, маслопроводы и гидромоторы (или гидроцилиндры); в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (или гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение; - гидромеханический, в котором для передачи энергии используют гидротрансформатор в сочетании с механической трансмиссией; - электрический, применяемый на экскаваторах с многомоторным приводом в сочетании с механическим; - смешанный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического. Таким образом, экскаваторы классифицируют: - по способу перемещения (плавучие и сухопутные); - по типу силового оборудования (с дизелем, карбюраторным, электрическим, дизель-электрическим и т.д.); - по числу двигателей (одномоторные, многомоторные); - по виду привода (механические, гидравлические, гидромеханические, электрические); - по типу ходового устройства сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и с шагающим ходовым оборудованием). Каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками - размерами, мощностью, назначением.

Одноковшовые экскаваторы классифицируют по назначению.

Существуют три основные группы: - строительно-универсальные - с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для производства земляных работ; - карьерные - с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений; - вскрышные - с ковшами емкостью более 6 м3, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши). Одноковшовые экскаваторы различают по использованию их с различными видами рабочего оборудования. Универсальные экскаваторы предназначены для работы с различными видами сменного оборудования; прямой и обратной лопатой, драглайном, крановой стрелой с крюковой подвеской или грейфером, копром для забивки свай и т.д. Полууниверсальные экскаваторы кроме основного рабочего оборудования имеют один или два вида дополнительного сменного оборудования (прямую лопату, обратную лопату, драглайн). Специальные мощные экскаваторы имеют лишь один вид оборудования, например прямую лопату. Одноковшовые экскаваторы. Одноковшовым универсальным экскаватором называется машина цикличного действия, предназначенная для выемки и перемещения грунтов и иных материалов с помощью одного из видов рабочего оборудования с одним ковшом, и для выполнения погрузочных сваебойных и прочих работ другими видами сменного рабочего оборудования. Одноковшовые экскаваторы (рис. 5) состоят из следующих основных узлов: ходового устройства, поворотной платформы с силовым оборудованием и основными кинематическими звеньями и рабочего оборудования. Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую проходимость и хорошую устойчивость при работе экскаватора. В последние годы значительно возрос выпуск экскаваторов с небольшой емкостью ковша на пневмоколесном ходу, обладающих большой подвижностью и маневренностью при перемещении машины с одного объекта на другой. При работе на слабых грунтах применяют уширенное (или удлиненное) гусеничное оборудование, наличие которого уменьшает удельное давление на грунт и улучшает проходимость экскаватора.

2.5 Габаритные размеры экскаватора

Поворотная платформа опирается через катки или специальное (шариковое или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части. Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным или неполноповоротным. Поворотная часть полноповоротного экскаватора может вращаться вокруг своей оси на 360°.У этих машин на поворотной платформе смонтированы все силовые агрегаты, пульт управления, рабочие механизмы и крепится рабочее оборудование. Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер. Рабочий цикл экскаватора выполняется в следующей последовательности: копание грунта; перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки; разгрузка грунта из ковша в отвал или транспортирующее устройство; перемещение ковша (поворот платформы) к забою; опускание ковша для подготовки к следующей операции копания. Система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов. Системой индексации машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. В 1968 г. в нашей стране введена новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов. Индекс экскаватора имеет четыре основные цифры, соответственно обозначающие: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования и порядковый номер модели данного типа. Таким образом, индекс экскаватора содержит сведения об его основной характеристике. Так, ЭО-3313 БТВ - экскаватор одноковшовый универсальный, 3-й размерной группы, на пневмоколесном ходовом устройстве, с канатной подвеской рабочего оборудования, 3-я модель, прошедшая вторую модернизацию, в исполнении для работы во влажных тропиках. Прямая лопата - оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата с механическим приводом состоит из следующих основных узлов: каната подъема стрелы, ковша, рукояти, стрелы, седлового подшипника. Рукоять к стрелке крепится седловым подшипником, с помощью которого рукоять поворачивается в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси рукоятки. Ковш поднимается подъемным канатом, огибающим головные блоки. Напор рукоятки осуществляется напорным механизмом, которым выполняется также обратное движение (возврат) рукояти. На универсальных строительных экскаваторах применяют канатные и зубчато-реечные (напорные механизмы). Напорные механизмы делятся на независимые, зависимые, комбинированные - Напорный механизм называется независимым, если усилие напора может быть увеличено или уменьшено независимо от величины усилия в подъемном тросе ковша, т.е. когда напорное движение рукояти с ковшом производится независимо от подъема ковша. Если величина усилия напора зависит от величины усилия в подъемном тросе ковша и имеется возможность только уменьшить напор, такой напорный механизм называется зависимым. Напорный механизм называется комбинированным, когда величина усилия напора зависит от усилия в подъемном тросе, но при включении независимой части напорного механизма может быть по желанию увеличена. Ковш прямой лопаты состоит из корпуса, откидного днища с засовом и сменных зубьев. Зубья имеют сужающийся к концу хвостовик, входящий в гнездо козырька. От выпадения зубья удерживаются в гнездах шплинтами. Прямые лопаты в последние годы оснащают ковшами с полукруглой передней стенкой и с козырьком в виде совка без зубьев. Ковш такой конструкции значительно легче и имеет минимальное сопротивление при копании грунта, что, естественно, повышает производительность экскаватора. На экскаваторах с прямой лопатой применяют рукояти двух типов: однобалочные (внутреннего типа) и двухбалочные (внешнего типа). Однобалочная рукоять проходит внутри стрелы, а двухбалочная - снаружи. Рукоять может совершать возвратно-поступательное движение в направляющих седловины напорного вала, а также поворачиваться вместе с седловым подшипником в вертикальной плоскости относительно напорного вала. Конструкция рукояти определяет конструкцию напорного механизма. В экскаваторах, выпускаемых в СССР, при однобалочной рукояти применяют канатный напорный механизм, а при двухбалочной - кремальерный напорный механизм. Стрела прямой лопаты выполнена в виде сварной конструкции из листовой стали. Тип рукояти определяет конструкцию стрелы. Стрела бывает двухбалочной при однобалочной рукояти и однобалочной при двухбалочной рукояти. В верхней части стрелы смонтированы на подшипниках блоки, через которые проходит канат подъема ковша и стрелоподъемный канат. Нижним концом (пятой) стрела пальцами крепится к поворотной платформе и может поворачиваться при изменении ее угла наклона. В средней части стрелы расположен напорный вал. Обратная лопата - это оборудование, предназначенное для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора при рытье котлованов, траншей, выемок. Обратная лопата (рис 75) состоит из ковша, стрелы, рукояти и двуногой стойки. Ковш закреплен жестко к рукояти, шарнирно присоединенной к верхнему концу стрелы. При подтягивании каната рукоять поворачивается против часовой стрелки, ковш врезается в грунт (положение /; положения // и /// соответствуют транспортному положению и выгрузке грунта из ковша).

Процесс экскавации грунта ковшом. Общее сопротивление экскавации R0 преодолевается активным усилием W0, направленным касательно к траектории ковша, которое может быть разложено на усилие резания и сдвига грунта WVi направленное по касательной к режущей грани ковша, и на усилие выталкивания WB, направленное нормально к режущей грани ковша. Основными параметрами гидравлических одноковшовых экскаваторов являются: емкость ковша q, масса экскаватора С, мощность двигателя N, рабочие размеры экскаватора, а также давление и производительность насосов. В гидроприводах экскаваторов применяются насосы постоянной производительности шестеренного и лопастного типа (с давлением 12-16МПа) и поршневые с давлением до 30 МПь а также насосы переменной производительности, преимуществ вено аксиально-поршневые. Насосы с постоянной производительностью просты по ycтройству, но не обеспечивают полного использования мощности двигателя на всех режимах. Насосы переменной производительности обеспечивают более рациональный и устойчивый режим работы экскаваторов.

Производительность и технологические схемы работы одноковшовых экскаваторов. Производительность одноковшовых экскаваторов определяется многими факторами: конструкцией машины, уровнем организации производства земляных работ, состоянием и качеством грунта и забоя, квалификацией машиниста и техническим состоянием машины. На рис. 77, б представлена схема работы драглайна при строительстве насыпи земляного полотна из резерва. Экскавация грунта ведется на двух захватках; на одной из них отсыпается очередной слой грунта и разравнивается бульдозером, а на Другой - свежий отсыпанный грунт уплотняется грунтоуплотняющими машинами. Многоковшовые экскаваторы. Многоковшовые экскаваторы представляют собой землеройные машины, имеющие в качестве рабочего органа многоковшовую цепь или роторное колесо с ковшами, жестко закрепленными по периметру. Они применяются: на дорожно-строительных работах; при рытье котлованов, каналов и траншей для укладки труб или для оснований установка, пульт управления, коробка передач, рабочий орган устанавливают на ходовую раму.

При открытом способе добычи полезных ископаемых основными выемочно-погрузочными машинами уже давно стали одноковшовые экскаваторы. Главными показателями технического уровня экскаваторов являются их производительность, надежность, удельный расход электроэнергии и металлоемкость. Эти показатели тесно взаимосвязаны и на них оказывают влияние такие факторы как горно-технологические и климатические условия эксплуатации экскаваторов. Они имеют случайный характер, но предопределяют выбор конструктивных и наладочных параметров, а также управляющих воздействий [1].

Общеизвестно, что основные конструктивные параметры экскаватора это геометрическая вместимость ковша, масса рабочего оборудования и его компоновка, передаточное соотношение редукторов рабочих механизмов (выбор рациональной частоты вращения электродвигателей этих механизмов).

Из общего числа факторов, определяющих функционирование комплексной системы «машинист-экскватор-забой» активно могут быть изменены конструктивные, наладочные параметры и управляющие воздействия. В связи с этим, на стадии проектирования должны быть заложены конкретные технические решения, позволяющие повысить эффективность функционирования всей комплексной системы, а на стадии эксплуатации поддерживать оптимальные технические параметры и алгоритмы управления.

Одним из важнейших конструктивных факторов, определяющих первоначальные затраты, величину эксплуатационных расходов (энергия, ремонт оборудования, простои, связанные с ремонтом), удельную металлоемкость, а также компоновку оборудования на поворотной платформе, является выбор рационального передаточного числа редуктора номинальной частоты вращения приводных двигателей главных механизмов подъема, напора (тяги) поворота [1, 2].

Применяемые в настоящее время на многих карьерных экскаваторах высокооборотные электродвигатели (с передаточным отношением редуктора i = 31-40 и более) обеспечивают меньшую их массу (и габариты), рациональную компоновку на поворотной платформе, при необходимых суммарных моментах нагрузки на рабочее оборудование, но при этом значительно увеличивающих крайне нежелательные динамические нагрузки на рабочее оборудование и металлоконструкции экскаватора.

Коэффициент динамики (динамичности) в основном зависит от двух составляющих первой, зависящей от динамических параметров механической системы, и второй, зависящей от величины электромагнитного момента электродвигателя. Момент инерции (GD2) ротора электромотора является очень важным динамическим параметром электрической системы и он всегда приводится в технических характеристиках электромотора.

Как показывает опыт проектирования, анализ и исследования работы одноковшовых экскаваторов [1], одной из важных причин снижения надежности и долговечности работы деталей, узлов и экскаватора в целом является недооценка (при проектировании) влияния значительной и не управляемой кинетической энергии движущихся элементов «силовой цепи» электропривода, определяемой зависимостью

где ?J суммарный момент инерции электродвигателя, приведенный к моторному валу механизма; щ угловая скорость вращения моторного вала.

Из этой зависимости следует, что снижение максимальных усилий, возникающих в механизме, может быть достигнуто за счет снижения суммарного момента инерции электродвигателей механизма, приведенного к моторному валу и квадрата их угловой скорости вращения.

Поскольку запас суммарной кинетической энергии в основном определяется суммарным моментом инерции якоря электродвигателя и приведенного к моторному валу редуктора, а также их угловой скоростью, то существенное снижение максимальных нагрузок на механизмы может быть достигнуто применением «среднеоборотных двигателей» не только с уменьшением угловой номинальной скорости электродвигателей, но при этом даже с увеличением их номинального момента.

Таким образом, с целью снижения динамических нагрузок, как на механическое, так и на электрооборудование главных механизмов, а также на металлоконструкции, особенно при черпании крупнокусковой скальной горной массы (и особенно, подготовленной БВР, даже при небольшой доли негабаритов [6]), в условиях низких температур и уменьшения удельного расхода электроэнергии, целесообразно на стадии проектирования рассматривать и решать вопрос о применении среднеоборотных электродвигателей с передаточными числами i редуктора механизма подъема или напора (мехлопат), тяги и подъема (драглайн), соответственно, iт?30; iп?18ч20.

Современные способы ручного и автоматического управления механизмами также позволяют несколько снижать максимальные динамические нагрузки [6, 7, 8].

Однако, наибольший эффект может быть достигнут при применении этих способов с использованием среднеоборотных двигателей.

Инерционность вращающихся элементов электродвигателей и приводимых ими механизмов взаимозависимы. Например, при двухступенчатом редукторе с передаточным числом i ?w 30, его приведенный к моторному валу момент инерции примерно равен моменту инерции электродвигателя [2]. При передаточном числе редуктора i >30, его момент инерции будет превышать момент инерции электродвигателя, а при i< 30 момент инерции (приведенный к моторному валу) будет меньше момента инерции электродвигателя. Это вытекает из принципа подобия, из которого следует [3], что масса редуктора, а, следовательно, и его вращающихся элементов, пропорциональна моменту выходного вала. Тогда для предварительных расчетов может быть использована приближенная взаимозависимость моментов инерции редуктора, приведенных к моторному валу

(от передаточного числа ip редуктора применительно к двухступенчатым редукторам мехлопат и драглайнов).

Так, при проектировании и изготовлении карьерной лопаты ЭКГ-20 (УЗТМ) были применены среднеоборотные двигатели для привода подъема (?N=2 * 560 кВт, n = 500 об/мин с редуктором i = 33,7).

Вместе с тем, при создании Ижорским заводом экскаватора ЭКГ-15 были использованы для привода подъема электродвигатели высокооборотные (EN=2 * 500 кВт, n=900 об/мин с передаточным числом подъемной лебедки

?i= iлебед.?Iканатн.блоков=29.74 · 2=60).

Это обуславливает увеличение против приведенного к барабану экскаватора (даже ЭКГ-20), движущейся массы силовой цепи в 1.9 раза на экскаваторе ЭКГ-15, что существенно повышает коэффициент динамичности и ухудшает управляемость.

При создании на УЗТМ ЭШ-20.90 в их приводе поворота применяются средне оборотные двигатели (?N=4 * 240 кВт; n=360 об/мин.), что позволило исключить возникающую при износе зубьев в венцах вибрацию в повороте, и снизить примерно в 1,5 раза инерционность поворота.

С той же целью на УЗТМ была выполнена модернизация электромеханизмов поворота драглайна ЭШ-15/90 с применением среднеоборотных электродвигателей (пн=460 об/мин и 4N=4 * 210 кВт).

При создании на НКМЗ вскрышной мехлопаты ЭВГ-35/65 (1956-57 гг.), для лебедок подъема и напора, были применены среднеоборотные электродвигатели, соответственно, 220-440 об/мин. и 300 об/мин. (для напора). Это обеспечило снижение динамической составляющей подъема в 1.85 раза и напора в 2.2 раза; эти машины до сих пор успешно работают на Черемховском разрезе.

Исследованиями установлено [9], что основной причиной снижения надежности и долговечности таких машин являлась недооценка (при проектировании) влияния на это значительной кинетической энергии движущихся масс элементов «силовой цепи» (от электродвигателя и канатов до ковша) и, в основном, т.н. «живой силы А» электродвигателей и редукторов. Если существующими средствами машинист-оператор экскаватора может достаточно успешно управлять («дозировать») воздействием на рабочий процесс и нагружение электроэнергией на «силовую цепь», то это невозможно в отношении аккумулирования и использования кинетической ее энергии. Поэтому величина последней должна быть существенно ограничена в оптимальных пределах ее влияния как на рабочий процесс, так и на нагружение «силовой цепи» (электродвигатели-ковш).

Так, даже при отключении оператором воздействия электрической энергии значительная кинетическая энергия (накопленная номинальной угловой и линейной скоростями движения массы «силовой цепи») может привести к недопустимой аварийной величине нагружения и даже к разрушению последней.

Для иллюстрации рациональности ориентации на применение среднеоборотных электродвигателей в экскаваторной технике цикличного действия в таблице приводятся основные сопоставительные данные для расчета силовых и динамических величин по шести экскаваторам цикличного действия, наиболее широко применяемым в карьерах.

Из таблицы видно, что в ЭКГ-15, ЭШ-11/70, ЭШ-14/50 и ЭШ-15/90 применяются высокооборотные электродвигатели. Это обусловило значительные приведенные движущиеся массы электромеханических приводов и, как следствие, повышение динамической нагрузки в «силовой цепи» (электродвигатели-редуктор-ковш), а также снижение «отзывчивости» управляемости в рабочем процессе экскаваторов.

Полученные результаты расчетов величины приведенного веса к окружности барабана или ковшу, дают основание для следующих соображений.

Столь огромный приведенный движущийся вес и величина кинетической энергии (как, например, 735 т у ЭКГ-15 и 653 т у ЭШ-15/90) будет эпизодически, т.е. при стопорении движения «силовой цепи» вызывать значительные, примерно в 1.5 раза большие, динамические усилия в ней (от электродвигателей до ковша), а также уменьшать «отзывчивость» в управлении, что непременно скажется в снижении надежности, а, следовательно, в производительности экскаваторов.

Применение среднеоборотных электродвигателей позволит существенно (в 2 раза и более) улучшить этот показатель.

Использование среднеоборотных электродвигателей было впервые реализовано специалистами УЗТМ только в выпущенной партии карьерных мехлопат ЭКГ-20 и в сравнительно маломощных электродвигателях ЭШ-20/90, четырехпоточных электроприводах поворота и при его модернизации у ЭШ-15/90.

К сожалению, это принципиально прогрессивное направление не встретило заинтересованности машиностроителей, так как оно неминуемо вызывало увеличение примерно на 50% удельной материалоемкости электродвигателей. А явную эффективность от применения среднеоборотных электродвигателей за счет снижения динамических нагрузок в «силовой цепи» экскаваторов; увеличения от этого надежности, долговечности, а, следовательно, снижения потерь фонда рабочего времени машины при ремонтных простоях и, наконец, увеличения «отзывчивости» в управлении с повышением от этого производительности, при некотором повышении расхода электроэнергии реально ощутят только потребители экскаваторов, но не изготовители электродвигателей.

Это противоречивое обстоятельство, видимо, не может быть разрешено без изменения принципа ценообразования на среднеоборотные электродвигатели. Понятно, что разрешение будет заключаться в повышении цены на них с учетом эффективности их применения в отраслях горнодобывающей промышленности, а не только величины затрат на производство среднеоборотных электродвигателей в электромашиностроении.

Заключение

Я хочу высказать свою мысль на счет двигателей для достижения обозначенной цели необходимо экскаваторы цикличного действия оснащать уже на заводе-изготовителе среднеоборотными электродвигателями. Они будут больше приносить прибыли и меньше будут потреблять энергию.

Литература

экскаватор погрузочная машина

1. www.google.ru

2. Анистратов Юрий Иванович Журнал «ГорнаяПромышленность» 2008-2010 ООО НПК «Гемос Лимитед».

Приложение 1

Техника безопасности

ПРЕЖДЕ ЧЕМ ПРИСТУПИТЬ К ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭКСКАВАТОРА

В первую очередь думайте о безопасности. В особой ситуации носите защитную каску, защитные ботинки, защитные перчатки, защитные очки и устройства для защиты органов слуха в зависимости от конкретных условий работы.

Практически каждый несчастный случая является следствием несоблюдения элементарных правил техники безопасности. Перед началом работы убедитесь в том, что Вы действительно правильно поняли положения настоящего руководства. Надлежащий уход за экскаватором входит в круг ваших обязанностей. Прежде чем приступать к работе, полностью разберитесь в особенностях конструкции экскаватора и режимах его работы. Если Вы найдёте какую-либо опасную операцию в технологическом процессе, то посоветуйтесь с руководителем работ относительно превентивных мер безопасности ещё до начала работы на экскаваторе. Не приступайте к работе, если Вы чувствуете усталость, а также после принятия алкогольных напитков или каких-либо наркотических средств. Проводите ежедневный контрольный осмотр экскаватора в соответствии с Руководством по эксплуатации и обслуживанию.

Карьерные экскаваторы

Итог - фото 16 - изображение 16

Добрый день. Продолжаю небольшую серию постов, посвященную горным работам.Сегодня расскажу вам про экскаваторы и то, как они работают. Бывает несколько типов:Мехлопата. Экскаватор, рабочее оборудование которого (рукоять и ковш), перемещается с помощью механических передач. Подъем канатный. А напор может быть реечным или канатным.

Экскаваторы – применение на строительной площадке - изображение 17 - изображение 17

На фото ЭКГ-5А. Красной линией показан принцип работы напора, как рукоять перемещается в седловом подшипнике, синия линия - подъем ковша. Экскаваторы такого типа самые выгодные в плане себестоимости погрузки горной массы. И в плане производительности очень даже ничего. Такой ЭКГ-5А (экскаватор карьерный гусеничный, ковш 5 м3) выкидывает за год около полутора миллионов кубометров горной массы.

Деление по типу ходового устройства - фотография 18 - изображение 18

Вот такой красавец PH - 4100 может выкидывать под миллион кубов за месяц, а то и больше.

- Гидравлическая прямая лопата.

Грейфер. - изображение 19 - изображение 19

Экскаватор дизельный. Преимущество перед мехлопатой у него в том, что машина более маневренна. Нет электрического кабеля, не нужно строить линию к нему, Если машину нужно увезти из забоя на ремонт или уехать от взрыва - времени нужно не так много. И главное преимущество в том, что кинематика движения ковша другая. Может работать четче, меньше потерь полезного ископаемого.

Гидравлическая обратная лопата.

Мини-экскаваторы - изображение 20 - изображение 20

Главная фишка в том, что работает с как с нижним черпанием, так и верхним. Нижнее черпание - когда он из под себя вынимает горную массу и отгружает в автосамосвал. На разрезах чаще всего используются маленькие экскаваторы для выемки угля (называются гинекологи), которые просто выдирают весь пласт до того места, куда могу дотянуться и не свалиться в выкопанную яму. Но тогда белаз стоит с ними на одном уровне (погрузка на уровне стояния). Главная фишка таких машин в том, что потери угля максимально снижены.  И вообще можно выполнять разные вспомогательные работы ( зимой чистить кузова белазов от налипшей глины, копать траншеи, отводящие воду и так далее)

Драглайн.

Так называется из-за особой подвески ковша. Главная особенность таких машин - радиус работы. Эш - 10/70. (экскаватор шагающий. ковш - 10 метров, стрела - 70 метров.) имеет радиус черпания и радиус разгрузки - 67 метров. И глубина черпания до 35 метров.То есть может перемещать горную массу на 130 метров. Работают при укладке породы в отвал и особой, бестранспортной схеме, когда несколько таких экскаваторов передавая породу друг другу перемещают ее из забоя прямиком в отвал, без использования самосвалов либо другого транспорта.

Экскаваторы – применение на строительной площадке - фото 21 - изображение 21

Я сам лично видел каждый день маленький драглайн, у которого вместо ковша была огромная клин-баба (здоровенная железная чушка), которой он разбивал негабаритные куски породы. Выглядит эпично.  

А где роторные?Карьерный экскаватор - роет яму в твоем будущем

Что такое экскаватор? Обзор и технические характеристики экскаваторов

Деление по типу ходового устройства - изображение 22 - изображение 22

С давних времен люди занимались земляными работами. Современные объемы таких процедур просто колоссальны (стройки, карьеры, дороги). Вручную все процессы сделать просто нереально и слишком долго. На помощь приходит специальная техника. Рассмотрим далее, что такое экскаватор и какова его роль в промышленном хозяйстве.

Обозначение конструкции рабочей подвески - изображение 23 - изображение 23

Введение

Механизировать процесс выработки земли пытался более пятисот лет назад Леонардо и еще многие ученые. Современные машины отличаются по многим параметрам, в зависимости от модификации и прямого предназначения. Основная классификация проводится по следующим параметрам:

  • Типу ходовой части (колеса, гусеницы, железнодорожный ход и прочее).
  • Эксплуатационным особенностям (для строительства, карьеров, разработки шахт и тому подобное).
  • Силовому агрегату.
  • По принципу действия.

Все эти показатели могут комбинироваться в различных вариациях, в связи с чем разработано огромное количество модификаций рассматриваемой техники.

Гусеничный ход

Что такое экскаватор на гусеницах? Это машина, которая пройдет по дорогам с любым покрытием, а также без него. Подавляющее большинство самоходной экскаваторной техники помещается именно на базу с гусеничным ходом. Исключение составляют аналоги, работающие в черте города. Рассматриваемые модели легко преодолеют рыхлый грунт, торфяники, бездорожье, лесные и каменные препятствия.

Условия применения различного рабочего оборудования - изображение 24 - изображение 24

Другие типы шасси

Экскаваторы на пневматических колесах отлично зарекомендовали себя для работы в городских условиях. Гусеничные аналоги здесь не подходят, поскольку будут просто разрушать асфальтовое покрытие. Колесные модели не только щадяще относятся к дорожному оформлению, но и отлично амортизируют, а также имеют минимальный уровень шума.

Что такое экскаватор шагающего типа? Подобная модификация лишена гусениц или колес. В нижней части агрегата находится опорная плита, служащая площадкой при работе. Перемещается машина при помощи специальных гидравлических башмаков. Она поднимается на них, переносит себя и снова опускается на опорную плиту. Скоростной режим передвижения может составлять до 80 км/ч.

Экскаваторы на рельсовом ходу обычно эксплуатируются в горнодобывающих выработках. Цепные модели размещаются на рельсах, широко расположенных между собой. Эта дистанция называется порталом, в него удобно заезжать грузовикам под погрузку.

Землеройные универсальные устройства можно монтировать практически на любое шасси. Комбинированные модификации могут оснащаться колесами и железнодорожными опускаемыми парами при необходимости передвижения по рельсам. Имеются плавучие аналоги (земснаряды).

Принцип действия

Одноковшовые вариации работают в циклическом режиме: набрал – перенес – высыпал. К приспособлениям непрерывного действия относятся роторные и траншейные экскаваторы. К первым моделям причисляются агрегаты с несколькими ковшами, которые закреплены на большом вращающемся колесе. В качестве примера траншейного аналога можно привести легкие агрегаты для прокладки кабеля. Земснаряды набирают песок под водой по вакуумно-всасывающему принципу.

Грейфер - фотография 25 - изображение 25

Невозможно определить один оптимальный и универсальный способ работы. Все зависит от вида добываемого материала и окружающих условий. В каждом определенном случае требуется конкретный вид техники.

Особенности

Обзор экскаваторов продолжим колесными моделями для строительства. Несмотря на то что гусеничные модификации лидируют в сфере разработки грунта, для строительных площадок оптимальным вариантом станут агрегаты на колесах. Они мобильнее, скоростнее, не портят асфальт и оперативно перебрасываются с одного на другой объект.

Шахтные экскаваторы имеют компактные габариты, что актуально в замкнутых пространствах. Как правило, они используются в горизонтальных выработках под землей и в тоннелях для отгрузки горных пород.

В открытом карьере эксплуатируются модификации, которые могут обеспечить максимальное перемещение и погрузку материала. На таких работах применяются несколько типов машин. Главное требование к ним – чтобы ковш экскаватора был максимально вместительным. Среди карьерных моделей:

  • Драглайны. Конструкция этих агрегатов не предусматривает жесткого соединения ковша со стрелой. Черпак удерживается при помощи цепи, аналог которой подтягивает или опускает его.
  • Гусеничные карьерные машины повышенной проходимости.
  • Гидравлические версии с возможностью усиления нажимного воздействия на породу. Применяются обычно на вскрышных работах.
  • Модификации роторного типа, обеспечивающие максимально полную подачу полезных ископаемых.

Отличие траншейных экскаваторов от одноковшовых - изображение 26 - изображение 26

Силовые установки

Изучение технических характеристик экскаватора продолжим в части двигателей. Первые машины работали от парового двигателя, затем на смену им пришли дизельные, бензиновые и электрические моторы. Наиболее популярными силовыми агрегатами считаются дизельный и электропривод. Это обусловлено их экономичностью.

Дизельный вариант отличается мобильностью. Такая техника позволяет много перемещаться по обрабатываемому объекту и за его пределами. Если процесс предполагает передвижение на небольшие расстояния, разумнее использовать электрический аналог. Для карьерных выработок как раз подойдет именно такая техника.

Ведется разработка легких экскаваторов, которые питаются от аккумуляторных батарей. При этом машина управляется оператором дистанционно либо традиционным способом.

Применение

Что такое экскаватор и зачем он нужен? Прежде всего, рассматриваемая техника – это землеройная машина, основной задачей которой является выемка, перенос грунта и породы. При этом экскаваторы могут работать не только на площадках, где находятся, но и на участках, уровнем ниже или выше. Кроме того, материал может добываться без проблем из-под слоя воды.

Можно ли использовать экскаватор для погрузо-разгрузочных работ? - фото 27 - изображение 27

Полученную породу техника загружает в транспортировочные единицы (машины, баржи, вагоны). При необходимости грунт можно отсыпать в отвал. Гидравлический экскаватор позволяет быстро и качественно обеспечить рытье каналов, траншей, котлованов, расчистку территории с максимальной точностью. Рассматриваемые машины дали возможность полностью механизировать земляные работы, облегчив существенно труд людей. Обыкновенная строительная модель способна за один подход перенести до 4 кубов земли или песка.

Самые большие экскаваторы

Самая огромная машина в рассматриваемой категории имеет впечатляющие габариты. Гигант был разработан и собран немецкой фирмой Thyssen Krupp Fordertechnik в 1978 году. Собиралась техника на протяжении 5 лет, ее стоимость превысила 100 миллионов Евро. «Монстр» трудится до сих пор в угольном разрезе Гамбаха.

Функционирует машина около 20 часов в сутки, производительность – 240 000 куб. м угля. Такие объемы достаточно сложно загрузить и вывезти, но это и не требуется. Подобные большие экскаваторы требуются для вскрышивания массы, в которой более половины материала составляет непригодная порода. Габариты гиганта: длина/ширина/высота – 240/46/96 м. Масса – 13,5 тысяч тонн. Длина стрелы – 200 м. Объем каждого ковша – 6,6 куб. м.

Мини-экскаваторы - изображение 28 - изображение 28

Экскаватор Hitachi

Ниже приведены технические параметры одного из самых производительных экскаваторов - «Хитачи ZX200»:

  • Длина/ширина/высота – 8,94/2,86/2,95.
  • Вес – 19,8 тонны.
  • База колесная – 3,37 м.
  • Клиренс – 45 см.
  • Давление на почву – 0,47 кг/кв. см.
  • Глубина выработки – 6,05 м.
  • Объем ковша экскаватора – 0,51 куб. м.
  • Предельная тяговая сила – 203 кН.

Силовой агрегат «Хитачи ZX200»

Техника оборудуется четырехтактным дизельным двигателем с 4 цилиндрами. Мотор имеет непосредственный впрыск горючего, распределительный вал в верхнем размещении и охлаждение водяного типа. Новые экскаваторы этой модификации оснащены силовой установкой, которая агрегирует с современной системой гидравлики типа HIOS III, обеспечивающей возможность программирования ручного и автоматического режима работы. Кроме того, данный блок дает возможность максимально эффективно использовать гидравлическое давление, увеличивая выработку при экономичном потреблении топлива.

Основные параметры двигателя:

  • Объем рабочий – 5,19 л.
  • Мощность номинальная – 166 лошадиных сил.
  • Крутящий момент по максимуму – 550 Нм.
  • Размер цилиндра в диаметре – 105 мм.

Устройство

Экскаватор Hitachi оснащен стрелой (длина – 5,68 м) и рукоятью с увеличенным тяговым усилием и поворотным моментом (2,91 м). Конструкторы модернизировали управление движением, в результате чего скорость двигателя наращивается в автоматическом режиме при маневрах или на подъеме, когда требуется повышенное тяговое усилие.

Габариты кронштейнов на верхних поддерживающих катках увеличены. Это позитивно сказывается на рабочем ресурсе узла. Дополнительную жесткость агрегату придает измененная конфигурация и усиление гусениц. Кроме того, увеличены рамы коробчатого сечения и центральная балка Х-образного типа. Весь комплекс усовершенствований добавил к прочности почти 35 %. Пластины Х-образной балки изготовлены в виде монолитных элементов, что позволило значительно укрепить центральную часть рамы.

Основные характеристики мини-экскаваторов - изображение 29 - изображение 29

Итог

Модернизация и конструктивное совершенствование экскаваторов идет своим чередом в непрерывном режиме. Конструкторы продолжают добиваться улучшения качества работ, что обусловлено ростом объемов строительства и добычи полезных ископаемых.

Экскаваторы – применение на строительной площадке

Принцип работы экскаватора - фото 30 - изображение 30

Данный вид строительной техники выполняет копание и перемещение грунта посредством ковша или механизма непрерывного действия (цепного или роторного). Исходя из этого требования экскаваторы подразделяются:

  • на одноковшовые экскаваторы периодического действия;
  • на экскаваторы непрерывного действия.

Основными частями строительных экскаваторов тягач камаз являются ходовая часть (колесная или гусеничная), поворотная платформа с силовой установкой и сменное рабочее оборудование.

Чтобы верно оценивать эксплуатационные возможности машины, надо хорошо знать их индексацию. Первые буквы всегда будут обозначать классификацию, например ЭО – экскаватор одноковшовый. Далее следуют три основные цифры индекса:

  • размерная группа экскаватора (вместимость ковша);
  • ходовое устройство;
  • конструкция рабочей подвески.

Имеется и четвертая цифра в индексе, которая обозначает порядковый номер модели экскаватора.

Затем опять следует буквенная индексация: первая из дополнительных букв (А, Б, В и т.д.) означает порядковую модернизацию данной машины, последующие – вид климатического исполнения (С или ХЛ – северное, Т – тропическое, ТВ – для работы на влажных тропиках).

Например, индекс ЭО-5123ХЛ можно расшифровать так: экскаватор одноковшовый универсальный, 5-й размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудования, третья модель в северном исполнении.Для каждой размерной группы обычно указывается несколько вместимостей ковшей – основного и сменных повышенной вместимости, причем для последних предусмотрены меньшие линейные параметры и более слабые грунты, чем при работе с основным ковшом. Основным считается ковш, которым экскаватор может разрабатывать грунт 4-й категории.

Вместимость основных ковшей экскаваторов составляет: для 2-й размерной группы – 0,25-0,28 куб.м, 3-й – 0,40-0,65 куб.м, 4-й – 0,65-1 куб.м, 5-й – 1,0-1,6 куб.м, 6-й – 1,6-2,5 куб.м, 7-й – 2,5-4 куб.м.

В последнее время все большее применение получают малогабаритные мини– и микроэкскаваторы. Они могут отрыть котлованы, траншеи, выполнить работу в труднодоступных местах. В коттеджном и дачном строительстве они незаменимы.

Деление по типу ходового устройства

Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9:

  • 1 – гусеничное (Г);
  • 2 – гусеничное уширенное (ГУ);
  • 3 – пневмоколесное (П);
  • 4 – специальное шасси автомобильного типа (СШ);
  • 5 – шасси грузового автомобиля (А);
  • 6 – шасси серийного трактора (Тр);
  • 7 – прицепное ходовое устройство (Пр);
  • 8, 9 – резерв.

Обозначение конструкции рабочей подвески.Конструктивное исполнение рабочего оборудования указывается цифрами: 1 – с гибкой подвеской (канатные полиспасты); 2 – с жесткой подвеской (гидроцилиндры); 3 – телескопическое.

Гибкая подвеска рабочего оборудования подразделяется на:

  • имеющие оборудование с прямой лопатой;
  • имеющие оборудование с обратной лопатой.

Выбор определенной модификации экскаватора диктуется характером выполняемых работ, их особенностями и правильное определение необходимой в каждом конкретном случае машины значит очень много.

Жесткая подвеска рабочего оборудования дает возможность оснастить экскаватор гидромолотом, который навешивается вместо ковша. Сам гидромолот приводится в действие от насосов гидросистемы экскаватора, что обеспечивает оптимальное использование мощности и снижение затрат.

Экскаваторы с канатными полиспастами могут оснащаться подвеской драглайн, крановым оборудованием, грейфером.

Условия применения различного рабочего оборудования.Экскаваторы с оборудованием прямой лопаты и с разгрузкой в транспортные средства или отвал целесообразно применять для рытья котлованов, преимущественно в крепких, каменистых и скальных породах и грунтах, а также в устойчивых грунтах средней крепости.

Оборудование обратной лопаты используется для рытья узких траншей (шириной 0,7-1,5 м и глубиной до 8 м), особенно с вертикальными стенками для прокладки сетей канализации, устройства фундаментов в крепких и каменистых грунтах, а также сооружения небольших котлованов.

Рабочее оборудование экскаватора-драглайна состоит из стрелы и ковша, подвешенного к стреле при помощи подъемного и тягового канатов. Выемку грунта драглайн производит, как правило, ниже уровня установки экскаватора; ковши применяются различной емкости – в скальных предварительно разрыхленных породах допускается работа драглайна при емкости ковша свыше 10 м3. Продолжительность цикла обычно на 10-20% больше, чем при работе экскаватора с оборудованием прямой лопаты. С оборудованием драглайна работает до 40% одноковшовых экскаваторов.

Грейфер.

Принцип работы экскаватора - фото 31 - изображение 31

Грейфер – грузозахватное приспособление экскаваторов, подъемных кранов, погрузчиков и монорельсовых тележек, снабженное поворотными челюстями для захвата груза. Грейферы применяют для перегрузки и транспортирования на небольшие расстояния сыпучих и кусковых грузов, лесоматериалов и др. Наиболее распространены грейферы для сыпучих грузов емкостью 0,8-1,5 куб.м. Грейфер для лесоматериалов (бревен, балансов, дров и т.д.) по устройству аналогичен грейферу для сыпучих грузов, но имеет челюсти специальной конструкции – каждая состоит из двух когтей, отогнутых вниз и соединенных балкой. Применение грейферов позволяет полностью автоматизировать операции захвата и освобождения различных грузов.

Отличие траншейных экскаваторов от одноковшовых.Главное назначение траншейных экскаваторов – выемка грунта при строительстве подземных коммуникаций. Их производительность выше, чем одноковшовых.

Индексация траншейных экскаваторов схожа с одноковшовыми, но имеет свои особенности. Например, индекс ЭТЦ-252А обозначает: экскаватор траншейный цепной, глубина копания 25 дм, вторая модель – 2, прошедшая первую модернизацию – А. То есть цифры в данном случае уже отражают и конкретные характеристики машины.

Можно ли использовать экскаватор для погрузо-разгрузочных работ?При необходимости можно. Но лучше использовать погрузчик. Впрочем, есть машины, оснащенные оборудованием и для экскавации, и для погрузки. Конечно же, погрузочный ковш имеет большую вместимость. Например, погрузчик-экскаватор ПК-301 производства ОАО «Муроммашзавод» оборудуется экскаваторным ковшом объемом 0,48 м3 и погрузочным – 1,5 куб.м. Кстати, имеет неплохие характеристики: максимальная глубина копания – 420 см, максимальная высота подъема ковша экскаватора – 520 см, максимальная высота погрузки в транспортное средство – 352,5 см.

Приобретая одну машину вместо двух, потребитель получает экономию средств при покупке, также снижаются затраты на обслуживание и ремонт. Особое внимание уделено созданию безопасных и комфортных условий труда машиниста: усилие на рычагах и педалях значительно ниже нормативных, рулевая колонка с изменяемым углом наклона, хорошая обзорность. Удобная кабина имеет хорошую звукоизоляцию, оснащена регулируемым креслом на упругой подвеске с поворотом на 360 градусов.

Имея колесное ходовое устройство, ПК-301 может свободно перемещаться по автодорогам.

 

Мини-экскаваторы

Принцип работы экскаватора - фотография 32 - изображение 32

Очень малые габаритные размеры, низкое давление на опорную поверхность при высокой проходимости и маневренности позволяют использовать такие мини-машины внутри станций метрополитена, в подвалах и на этажах высотных жилых и административных зданий, в трюмах судов, в морских и речных портах. Достоинством мини-экскаваторов является быстрое выполнение работ небольших объемов на объектах, удаленных друг от друга, благодаря возможности их транспортировки в кузове грузовых автомобилей, а также установки и работы на очень малых стройплощадках.

При их помощи отрывают водоотводные канавы (кюветы) вдоль загородных автомобильных дорог, скважины для стоек ограждений, опор линий электропередач, траншеи различного поперечного сечения для прокладки сетей, небольшие траншеи и котлованы для оснований фундаментов зданий и сооружений, осуществляют строительство очистных сооружений, бассейнов, благоустройство скверов, парков, садов, выполняют строительство спортивных площадок.

Некоторые модели мини-экскаваторов способны эффективно и быстро выполнять следующие работы: в комплектации с отбойным молотком применяться для разрушения старых зданий и сооружений; в комплектации с обычным или двустворчатым ковшом – для многопрофильных земляных и погрузочных работ; в комплектации с управляемым вращающимся ковшом – для работ в саду, мелиоративных и лесопосадочных работ.

Есть модели мини-экскаваторов, которые оснащаются дополнительным навесным оборудованием: ковш, планирующий ковш, подвижный ковш, двустворчатый ковш, бур.

Основные характеристики мини-экскаваторов.В странах Европы мини-экскаваторы классифицируются по вместимости ковша и по массе машины. В Великобритании малогабаритные экскаваторы разделены на 3 категории: микро, собственно мини и супермини. Масса стандартных мини-экскаваторов составляет 1-5 т. К категории супермини относят экскаваторы массой 6-10 т. В то же время в Великобритании мини-экскаваторы разделены на 3 основные группы: массой до 2 т, от 2 до 3,5 т и свыше 3,5 т. В Японии мини-экскаваторы классифицируют по вместимости ковша.

Все фирмы обращали особое внимание на вопросы перебазировки мини-экскаваторов. Так, перебазировка на стандартных или специальных низкорамных прицепах трудностей не вызывает. Имеется также опыт перемещения мини-экскаваторов в машинах со съемными кузовами и на контейнеровозах, на которые мини-экскаватор самопогружается с помощью своей стрелы и так же разгружается.

Экскаваторы – применение на строительной площадке

Принцип работы экскаватора - фото 33 - изображение 33

Данный вид строительной техники выполняет копание и перемещение грунта посредством ковша или механизма непрерывного действия (цепного или роторного). Исходя из этого требования экскаваторы подразделяются:

  • на одноковшовые экскаваторы периодического действия;
  • на экскаваторы непрерывного действия.

Основными частями строительных экскаваторов являются ходовая часть (колесная или гусеничная), поворотная платформа с силовой установкой и сменное рабочее оборудование.

Чтобы верно оценивать эксплуатационные возможности машины, надо хорошо знать их индексацию. Первые буквы всегда будут обозначать классификацию, например ЭО – экскаватор одноковшовый. Далее следуют три основные цифры индекса:

  • размерная группа экскаватора (вместимость ковша);
  • ходовое устройство;
  • конструкция рабочей подвески.

Имеется и четвертая цифра в индексе, которая обозначает порядковый номер модели экскаватора.

Затем опять следует буквенная индексация: первая из дополнительных букв (А, Б, В и т.д.) означает порядковую модернизацию данной машины, последующие – вид климатического исполнения (С или ХЛ – северное, Т – тропическое, ТВ – для работы на влажных тропиках).

Например, индекс ЭО-5123ХЛ можно расшифровать так: экскаватор одноковшовый универсальный, 5-й размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудования, третья модель в северном исполнении.

Для каждой размерной группы обычно указывается несколько вместимостей ковшей – основного и сменных повышенной вместимости, причем для последних предусмотрены меньшие линейные параметры и более слабые грунты, чем при работе с основным ковшом. Основным считается ковш, которым экскаватор может разрабатывать грунт 4-й категории.

Вместимость основных ковшей экскаваторов составляет: для 2-й размерной группы – 0,25-0,28 куб.м, 3-й – 0,40-0,65 куб.м, 4-й – 0,65-1 куб.м, 5-й – 1,0-1,6 куб.м, 6-й – 1,6-2,5 куб.м, 7-й – 2,5-4 куб.м.

В последнее время все большее применение получают малогабаритные мини– и микроэкскаваторы. Они могут отрыть котлованы, траншеи, выполнить работу в труднодоступных местах. В коттеджном и дачном строительстве они незаменимы.

Деление по типу ходового устройства

Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9:

1 – гусеничное (Г); 2 – гусеничное уширенное (ГУ); 3 – пневмоколесное (П); 4 – специальное шасси автомобильного типа (СШ); 5 – шасси грузового автомобиля (А); 6 – шасси серийного трактора (Тр); 7 – прицепное ходовое устройство (Пр); 8, 9 – резерв.

Обозначение конструкции рабочей подвески

Конструктивное исполнение рабочего оборудования указывается цифрами: 1 – с гибкой подвеской (канатные полиспасты); 2 – с жесткой подвеской (гидроцилиндры); 3 – телескопическое.

Гибкая подвеска рабочего оборудования подразделяется на:

  • имеющие оборудование с прямой лопатой;
  • имеющие оборудование с обратной лопатой.

Выбор определенной модификации экскаватора диктуется характером выполняемых работ, их особенностями и правильное определение необходимой в каждом конкретном случае машины значит очень много.

Жесткая подвеска рабочего оборудования дает возможность оснастить экскаватор гидромолотом, который навешивается вместо ковша. Сам гидромолот приводится в действие от насосов гидросистемы экскаватора, что обеспечивает оптимальное использование мощности и снижение затрат.

Экскаваторы с канатными полиспастами могут оснащаться подвеской драглайн, крановым оборудованием, грейфером.

Условия применения различного рабочего оборудования

Экскаваторы с оборудованием прямой лопаты и с разгрузкой в транспортные средства или отвал целесообразно применять для рытья котлованов, преимущественно в крепких, каменистых и скальных породах и грунтах, а также в устойчивых грунтах средней крепости.

Оборудование обратной лопаты используется для рытья узких траншей (шириной 0,7-1,5 м и глубиной до 8 м), особенно с вертикальными стенками для прокладки сетей канализации, устройства фундаментов в крепких и каменистых грунтах, а также сооружения небольших котлованов.

Рабочее оборудование экскаватора-драглайна состоит из стрелы и ковша, подвешенного к стреле при помощи подъемного и тягового канатов. Выемку грунта драглайн производит, как правило, ниже уровня установки экскаватора; ковши применяются различной емкости – в скальных предварительно разрыхленных породах допускается работа драглайна при емкости ковша свыше 10 м3. Продолжительность цикла обычно на 10-20% больше, чем при работе экскаватора с оборудованием прямой лопаты. С оборудованием драглайна работает до 40% одноковшовых экскаваторов.

Грейфер

Грейфер – грузозахватное приспособление экскаваторов, подъемных кранов, погрузчиков и монорельсовых тележек, снабженное поворотными челюстями для захвата груза. Грейферы применяют для перегрузки и транспортирования на небольшие расстояния сыпучих и кусковых грузов, лесоматериалов и др. Наиболее распространены грейферы для сыпучих грузов емкостью 0,8-1,5 куб.м. Грейфер для лесоматериалов (бревен, балансов, дров и т.д.) по устройству аналогичен грейферу для сыпучих грузов, но имеет челюсти специальной конструкции – каждая состоит из двух когтей, отогнутых вниз и соединенных балкой. Применение грейферов позволяет полностью автоматизировать операции захвата и освобождения различных грузов.

Отличие траншейных экскаваторов от одноковшовых

Главное назначение траншейных экскаваторов – выемка грунта при строительстве подземных коммуникаций. Их производительность выше, чем одноковшовых.

Индексация траншейных экскаваторов схожа с одноковшовыми, но имеет свои особенности. Например, индекс ЭТЦ-252А обозначает: экскаватор траншейный цепной, глубина копания 25 дм, вторая модель – 2, прошедшая первую модернизацию – А. То есть цифры в данном случае уже отражают и конкретные характеристики машины.

Можно ли использовать экскаватор для погрузо-разгрузочных работ?

При необходимости можно. Но лучше использовать погрузчик. Впрочем, есть машины, оснащенные оборудованием и для экскавации, и для погрузки. Конечно же, погрузочный ковш имеет большую вместимость. Например, погрузчик-экскаватор ПК-301 производства ОАО «Муроммашзавод» оборудуется экскаваторным ковшом объемом 0,48 м3 и погрузочным – 1,5 куб.м. Кстати, имеет неплохие характеристики: максимальная глубина копания – 420 см, максимальная высота подъема ковша экскаватора – 520 см, максимальная высота погрузки в транспортное средство – 352,5 см.

Приобретая одну машину вместо двух, потребитель получает экономию средств при покупке, также снижаются затраты на обслуживание и ремонт. Особое внимание уделено созданию безопасных и комфортных условий труда машиниста: усилие на рычагах и педалях значительно ниже нормативных, рулевая колонка с изменяемым углом наклона, хорошая обзорность. Удобная кабина имеет хорошую звукоизоляцию, оснащена регулируемым креслом на упругой подвеске с поворотом на 360 градусов.

Имея колесное ходовое устройство, ПК-301 может свободно перемещаться по автодорогам.

Мини-экскаваторы

Очень малые габаритные размеры, низкое давление на опорную поверхность при высокой проходимости и маневренности позволяют использовать такие мини-машины внутри станций метрополитена, в подвалах и на этажах высотных жилых и административных зданий, в трюмах судов, в морских и речных портах. Достоинством мини-экскаваторов является быстрое выполнение работ небольших объемов на объектах, удаленных друг от друга, благодаря возможности их транспортировки в кузове грузовых автомобилей, а также установки и работы на очень малых стройплощадках.

При их помощи отрывают водоотводные канавы (кюветы) вдоль загородных автомобильных дорог, скважины для стоек ограждений, опор линий электропередач, траншеи различного поперечного сечения для прокладки сетей, небольшие траншеи и котлованы для оснований фундаментов зданий и сооружений, осуществляют строительство очистных сооружений, бассейнов, благоустройство скверов, парков, садов, выполняют строительство спортивных площадок.

Некоторые модели мини-экскаваторов способны эффективно и быстро выполнять следующие работы: в комплектации с отбойным молотком применяться для разрушения старых зданий и сооружений; в комплектации с обычным или двустворчатым ковшом – для многопрофильных земляных и погрузочных работ; в комплектации с управляемым вращающимся ковшом – для работ в саду, мелиоративных и лесопосадочных работ.

Есть модели мини-экскаваторов, которые оснащаются дополнительным навесным оборудованием: ковш, планирующий ковш, подвижный ковш, двустворчатый ковш, бур.

Основные характеристики мини-экскаваторов

В странах Европы мини-экскаваторы классифицируются по вместимости ковша и по массе машины. В Великобритании малогабаритные экскаваторы разделены на 3 категории: микро, собственно мини и супермини. Масса стандартных мини-экскаваторов составляет 1-5 т. К категории супермини относят экскаваторы массой 6-10 т. В то же время в Великобритании мини-экскаваторы разделены на 3 основные группы: массой до 2 т, от 2 до 3,5 т и свыше 3,5 т. В Японии мини-экскаваторы классифицируют по вместимости ковша.

Все фирмы обращали особое внимание на вопросы перебазировки мини-экскаваторов. Так, перебазировка на стандартных или специальных низкорамных прицепах трудностей не вызывает. Имеется также опыт перемещения мини-экскаваторов в машинах со съемными кузовами и на контейнеровозах, на которые мини-экскаватор самопогружается с помощью своей стрелы и так же разгружается.

Техника для стройплощадкиbest-stroy.ruИспользование спецтехники в ландшафтном дизайнеbest-stroy.ru

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 197)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты