ОДНОКОВШОВЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ

Одноковшовые экскаваторы являются универсальными ма­шинами многоцелевого назначения. Их широко применяют на различных земляных работах для разработки карьеров строительных материалов, на погрузке в транспорт сыпучих и кусковых материалов, а с помощью сменного оборудования ими осуществляют различные строительные опе­рации. Универсальные экскаваторы классифицируют по номинальной вместимости ковша - размерной группе (см. п. 1.4), конструкции ходо­вого оборудования, возможности вращения поворотной части, типу приво­да, исполнению и виду рабочего оборудования.

Следует отметить, что универсальные одноковшовые экскаваторы унифицированы со стреловыми кранами по отдельным элементам ходо­вого оборудования, трансмиссии и рабочему оборудованию.

Одноковшовые экскаваторы бывают универсальными строительными (вместимостью ковша 0,15-2,5 м 3), карьерными (2,5-4м 3), вскрышными (6 м 3 и выше) и туннельными. В дорожном строительстве применяют в основном универсальные экскаваторы с ковшом вместимостью до 3,2 м 3 .

По ходовому оборудованию одноковшовые экскаваторы разделяют на гусеничные (в том числе с увеличенной поверхностью гусениц), пневмоколесные на специальном шасси, на шасси грузовых автомобилей массового производства, на тракторах (навесные) и на плашкоутах для гидротехнических работ, проводимых на плаву.

По возможности вращения поворотной части экскаваторы бывают полноповоротными с вращением поворотной части вокруг вертикальной оси и неполноповоротными, угол вращения которой ограничен (для на­весного оборудования, смонтированного на тракторах).

По типу привода механизмов экскаваторы разделяют на одномотор­ные и многомоторные. У одномоторных экскаваторов все рабочие ме­ханизмы приводятся обычно от одного двигателя и имеют механический привод. Если механический привод включает гидродинамическую пе­редачу (преимущественно гидротрансформатор), то такую машину назы­вают экскаватором с гидромеханическим приводом.

Рабочее оборудование

Прямая и обратная лопата. Рабочее оборудование для раз­работки грунта выше уровня стоянки с укрепленным на напорной рукояти ковшом, копающим в направлении от экскаватора, называют прямой лопатой (рис. 2.35, а). У маятниковой прямой лопаты рукоять совершает только маятниковые движения относительно стрелы (рис. 2.35,6), а напор ковша при копании осуществляется одновременным опусканием стрелы. Напорная прямая лопата имеет приводное устройство для на­порного движения рукояти (рис. 2.35, в). Прямая лопата со створчатым ковшом может разрабатывать грунт при смыкании створок ковша, поворачивающихся в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота рукояти (рис. 2.35, г).

Рабочее оборудование для разработки грунта ниже уровня стоянки с

Рис. 2.35. Основные виды и исполнения рабочего оборудования универсальных экскаваторов:

а - прямая лопата; б - маятниковая прямая лопата; в - напорная прямая

лопата; г- прямая лопата со створчатым ковшом; д -обратная лопата; е-

боковая обратная лопата; ж - погрузочное оборудование; з - планировочное

оборудование; и - земле-ройно-планировочное оборудование; к -

землеройно-планировочное оборудование со смещаемой плоскостью копания; л

- драглайн; ж - боковой драглайн; н - канатный грейфер; о -

гидравлический (жесткий) грейфер; п - крановое оборудование; р - копро­вое

оборудование

укрепленным на рукояти ковшом, копающим в направлении к экска­ватору, называют обратной лопатой (рис. 2.35, д). Боковая обратная ло­пата (рис. 2.35, е) предназначена для работы в стесненных условиях с ковшом, копающим в вертикальной плоскости, смещенной относи­тельно вертикальной оси вращения поворотной платформы или относи­тельно продольной оси базовой машины.

Рабочее оборудование, из узлов которого может быть смонтирована прямая или обратная лопата, называется универсальной лопатой.

Погрузочный ковш (рис. 2.35, ж) служит для погрузки сыпучих

и кусковых материалов. Ковш заполняется напорным усилием с одновре­менным поворотом при его движении от экскаватора или с одно­временным перемещением экскаватора. Погрузочный ковш имеет в 2- 3 раза большую вместимость по сравнению с прямой лопатой для одной и той же модели экскаватора, что позволяет существенно повышать его производительность на погрузочных работах.

Планировочное оборудование в виде уширенного ковша или отвала бульдозерного типа монтируют на универсальной стреле экскаватора (рис. 2.35, з) для послойной разработки грунта, планировки откосов, насыпей и выемок в различных плоскостях. Для специальных планиро­вочных работ с рабочим органом, который укрепляют обычно на телеско­пической стреле, изменяющей при работе свою длину и поворачивающей­ся в вертикальной и горизонтальной плоскостях и по отношению к своей продольной оси, выпускают специальные экскаваторы-планировщики (рис. 2.35, и) с различными рабочими органами для земляных, планиро­вочных и зачистных работ.

Для работы в стесненных условиях и для бокового выноса рабочего органа применяют стрелу с шарнирной опорой, которая может смещаться поперек поворотной части (рис. 2.35, к).

Драглайн (рис. 2. 35, л) применяют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Глубина копания, высота разгрузки ковша и расстояние, на которое может быть заброшен ковш (радиус копания) драглайна, значительно больше, чем у прямой и обратной лопаты. Поэтому драглайн используют для рытья сравнительно больших котлованов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог, для мелиоративных и гидро­технических работ.

Часто для очистки каналов применяют боковой драглайн (рис. 2.35, м) с ковшом, подве­шенным на канатах и копающим под углом к вертикальной плос­кости стрелы.

Драглайн (рис. 2.36) состоит из ковша / с подвеской, стрелы 8, тягового 2, подъемного 7 и стрелового 4 канатов, канатов подвески стрелы 6 и наводки 3 тягового каната и подвижной траверсы 5. Стрела решетчатой конструкции - сварная, что обеспечивает при меньшей массе большую длину. При необходи­мости длина стрелы может быть увеличена дополнительными вставками.

Рис. 2.36. Схема драглайна:

а - общая; б -запасовки

стрелового каната при подвеске

стрелы на шести ветвях; в - то

же, на четырех ветвях.

Рис. 2.37. Экскаватор с канатным грейфером:

1-ковш грейфера; 2 - оттяжной канат; 3 - стрела; 4 - блоки оттяжного каната; 5 - груз оттяжного устройства; 6 - замыкающий канат; 7 - поддерживающий канат; 8 - барабан замыкающего каната; 9 - барабан поддерживающего каната; 10 - верхняя головка; 11 - тяги; 12 - нижние блоки полиспаста; 13 - нижняя головка; 14 - челюсть ковша. Положение ковша: /, II-при копании; III-при подъеме; IV -при разгрузке

Грейфер применяют для разработки грунтов, расположенных ниже и выше уровня стоянки экскаватора, для погрузки и разгрузки сыпучих материалов, а также при некоторых видях земляных работ (рытье глу­боких котлованов, очистке прудов и каналов). Грейферы бывают ка­натные (см. рис. 2.35, «) и гидравлические (см. рис. 2.35, о). Обычнo применяют двухканатные грейферы (рис. 2.37). Ковш 1 двухканатногс грейфера подвешивают на поддерживающем 7 и замыкающем 6 канатах к стреле 3.

Чтобы предотвратить закручивание канатов 6 и 7 и значительное раскачивание ковша грейфера при повороте платформы, используют оттяжное приспособление, называемое успокоителем. Успокоитель дейст­вует на Ковш грейфера оттяжным канатом 2, создавая постоянное, незави­симое от положения ковша натяжение, которое обеспечивается весом перемещающегося по направляющим внутри стрелы груза 5, к которому крепят канат 2, огибающий блоки 4.

У канатного грейфера усилие напора ковша на грунт создается только весом ковша и динамическим ударом при опускании. Для раз­работки плотных и слежавшихся грунтов применяют жесткий (гидрав­лический) грейфер, у которого усилие напора осуществляется системой рычагов и гидравлическими цилиндрами.

Крановое оборудование (рис. 2.35, п) используют при выполнении разнообразных погрузочно-разгрузочных, такелажных и реже монтажных работ. Для монтажных работ более целесообразно применение специальных кранов, так как механизмы экскаватора не обеспечивают необхо­димого диапазона изменения скоростей рабочих операций (подъема, по­ворота, опускания груза). Стрелу для крана используют такую же, что и для драглайна, с такой же схемой ее подвески. В некоторых случаях на верхней части стрелы монтируют гусек, который позволя­ет увеличивать высоту подъема груза и подавать его на большее расстоя­ние.

Копровое оборудование (рис. 2.35, р) устанавливают на экскаватор для забивки свай и шпунта.

На экскаваторах могут быть смонтированы и другие виды сменного рабочего оборудования, число которых достигает 40 наименований.

В настоящее время разрабатывают новый вид оборудования - мани­пулятор в виде захватного устройства многоцелевого назначения, который сможет работать не только в полуавтоматическом режиме с ручным управлением, но и в автоматическом режиме по заданной программе при оборудовании экскаватора бортовой ЭВМ.

По подвеске рабочего оборудования универсальные одноковшовые экскаваторы бывают с гибкой (канатной) и жесткой (гидравлической) подвеской.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

по дисциплине « Машины и оборудование нефтегазовых объектов »

на тему: «Классификация экскаваторов»

Выполнил студент гр. з-2Б13Т

Проханов В.В.

Руководитель доцент Шмурыгин В.А.

ТОМСК-2015г

Введение

Классификация экскаваторов

Машины циклического действия

1 Классификация одноковшовых экскаваторов

2 Одноковшевые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, драглай

2.2 Обратная лопата

2.3 Экскаватор драглайн

<#"justify">Введение

Являясь универсальной машиной, экскаваторы используются практически при каждых строительных работах. Существует большое количество видов экскаваторов. Они классифицируются по ряду факторов и в этом необходимо разбираться каждому профессионалу. Учитывая разнообразия различных моделей экскаваторов, особое значение приобретает подкованность в данной теме.

Цель данной работы состоит в изучении классификации экскаваторов их виды, способы перемещения и т. д.

Задача данной работы состоит в подробном изучении классификации экскаваторов, которая в дальнейшем поможет выбрать нужный тип агрегата для проведения тех или иных работ.

1. Классификация экскаваторов

Экскаваторы отличаются высокими рыхлящими способностями. Транспортирующие способности их невелики и определяются радиусом действия этих машин. Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки веремени, 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 ‒ это 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).

2. Машины циклического действия

Универсальные машины, используемые при копании грунтов до VI категории прочности, разборке слабой и взорванной скальной породы. Они применяются для выемки из забоя и погрузке в транспорт или отвал сыпучих и крупнокусковых материалов, разрушения старых сооружений, расчистки территорий при пробивке трасс, расчистки мелиоративных и водоотводных канав, отрывке больших котлованов и протяженных траншей, сооружении грунтовых насыпей, строительстве тоннелей и мостовых переходов и на других работах.

1 Классификация одноковшовых экскаваторов

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.

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 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 (рис. 1) состоят из следующих основных узлов: (1) ходового устройства, (2) поворотной платформы с силовым оборудованием и (3) 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.

Рис. 1. Cхемa одноковшового экскаватора:

Ходовое устройство; 2 - поворотная платформа с силовым оборудованием; 3 - основные кинематические звенья и рабочее оборудование.

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 полно-новоротного 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.

2 Одноковшевые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, драглайн

Оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата с механическим приводом (рис. 2) 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).

Рис. 2. Схема экскаватора с прямой лопатой:

Напорные механизмы деляется 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 подъе/мном 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 выпадания 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, которые выпускались в СССР, при однобалочной рукояти применяли канатный напорный механизм, а при двухбалочной применяли 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 стрело-подъемный 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.

2.2.2 Экскаватор с обратной лопатой

Это оборудование, предназначенное для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора при рытье котлованов, траншей, выемок. Экскаватор с обратной лопатой (рис. 3) 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 I; положения II и III соответствуют транспортному положению и выгрузке грунта из ковша).

Рис. 3. Схема работы экскаватора с обратной лопатой:

Ковш; 2 - тяговый канат; 3 - стрела; 4 - дополнительная стойка; 5 - подъемный канат; 6 - рукоять.

В гидроприводах экскаваторов применяются насосы постоянной производительности шестеренного и лопастного типа (с давлением 12 МПа, 16 МПа) и поршневые с давлением до 30 МПa а также насосы переменной производительности, преимущественно аксиально-поршневые.

Насосы с постоянной производительностью просты по устройству, 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.

2.3 Экскаватор драглайн

Драглайн рабочее оборудование экскаватора, предназначенное для разработки грунта ниже уровня стоянки машины с ковшом, подвешенным на канатах непосредственно к стреле. Драглайн может копать только в направлении экскаватора. Глубина копания, высота выгрузки ковша и расстояние, на которое может быть заброшен ковш (радиус копания) драглайна, значительно больше, чем у экскаватора оснащенного рабочим оборудованием прямая и обратная лопата (рис 4).

Рис. 4. Схема экскаватора с рабочем оборудованием драглайн.

Именно из-за таких характеристик драглайн используют для рытья больших котлованов и траншей, при разработке карьеров, мелиорации, а так же для отсыпки насыпей, в частности при строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.

Но у рабочего оборудования драглайн есть существенные недостатки. Подвеска ковша с помощью цепей и канатов достаточно гибкая, поэтому не обеспечивает большой точности копания и выгрузки. Погрузка грунта в транспортные средства с помощью драглайна затруднительна. Обычно выгрузка производится в отвал - откуда перегружается с помощью погрузчиком или экскаватором с рабочим оборудованием другого типа. К недостаткам можно отнести большую продолжительность рабочего цикла и более низкое, по сравнению с гидравлическими типами оборудования, усилие копания.

Работает драглайн следующим образом. Ковш опускают на дно котлована или траншеи, а затем подтаскивают его к экскаватору тяговым канатом, при этом ковш наполняется срезаемым грунтом. Затем загруженный ковш поднимают подъемным канатом, одновременно поворачивая платформу к месту разгрузки ковша. После разгрузки ковша поворачивают платформу со стрелой к котловану и одновременно опускают ковш. Стрела драглайна сварная, решетчатой конструкции, что уменьшает ее массу и дает возможность делать ее более длинной, чем стрелы прямой и обратной лопат, применяя ковш той же емкости. За счет удлинения стрелы увеличиваются радиус действия экскаватора и высота выгрузки. Стрела состоит из двух соединенных болтами частей, нижняя из них уширена к пяте стрелы и шарнирно закреплена в проушинах поворотной платформы. Длина стрелы может быть увеличена за счет дополнительных вставок между верхней и нижней частями стрелы. При удлинении стрелы применяют ковш меньшей емкости. Во время работы драглайном угол наклона стрелы обычно устанавливают в пределах от 30 до 45 градусов.

Драглайн обеспечивает необходимое усилие копания только в том случае, если в начале хода ковш углубиться в грунт. Поэтому для работы с твердыми грунтами необходимо их разрыхление в зоне заглубления ковша.

2.3 Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом <#"259" src="doc_zip5.jpg" />

Рис. 5. Экскаватор с гидравлическим приводом:

Опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6, 8, 9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста.

экскаватор лопата драглайн

Параметры гидравлических экскаваторов регламентированы ГОСТ (30067-93) «Экскаваторы одноковшовые <#"143" src="doc_zip6.jpg" />

Рис 6 Экскаваторы непрерывного действия:

а) ‒ скребковый одноцепной: 1 ‒ отпал; 2 ‒ трактор <#"311" src="doc_zip7.jpg" />

Рис. 7. Фрезерный экскаватор: 1 - кабина управления; 2 - фреза; 3 - разгрузочная консоль конвейера.

Системой индексации (маркировки) машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. Ранее в индексы, применявшиеся для обозначения отечественных экскаваторов, закладывалась только емкость его основного ковша. Например, Э-652Б экскаватор с ковшом емкостью 65 декалитров (0,65 м3), модель 2, вторая модернизация (Б). По старой системе индекс не давал представления ни о типе ходового устройства экскаватора, ни об исполнении рабочего оборудования, что весьма важно для характеристики машины и ее эксплуатационных возможностей. Кроме того, определение размера (класса) одноковшового экскаватора только по емкости одного из применяемых на этой машине ковшей неопределенно и приводит к неправильному представлению о возможностях машины. Это в еще большей степени относится к гидравлическим экскаваторам, у которых емкость ковшей, применяемых на одной и той же машине, может отличаться в два и более раза.

Размер экскаватора, от которого зависят его рабочие параметры, производительность и т. п., определяется совокупностью ряда факторов, нормируемых ГОСТом. При этом параметром, наиболее полно (по сравнению с остальными) характеризующим размер гидравлического экскаватора, является масса машины, определяющая ее устойчивость и возможность эффективного использования ковшей данных емкостей на соответствующих вылете, глубине или высоте. В основу действующей системы индексации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в основном в зависимости от эскплуатационной массы экскаватора. Емкости используемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориентировки.

Эксплуатационной массой называется масса экскаватора с полной заправкой топливом и рабочей жидкостью гидропривода (без машиниста). Новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) предусматривает структуру индекса машины. Четыре основные цифры индекса означают по порядку их расположения: первая - размерную группу, вторая - тип ходового устройства, третья - исполнение рабочего оборудования и четвертая - порядковый номер данной модели. Буквы (А, Б, В) обозначают очередную модернизацию данной машины, а также ее специальное климатическое исполнение (ХЛ, Т, ТВ). Например, индексом ЭО-3322А обозначают экскаватор одноковшовый универсальный 3-й размерной группы на пневмоколесном ходовом устройстве с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской рабочего оборудования, 2-й модели, прошедший первую модернизацию.

Заключение

В данной работе была описана классификация экскаваторов, а также их разновидности. На основании данной классификации возможно сделать подбор экскаватора для определенного вида работ.

Также были рассмотрены одноковшовые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, многоковшовые экскаваторы. Рассмотрена система индексации экскаваторов, что в дальнейшем поможет по индексу определить параметры экскаваторов.

Список использованной литературы

1. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации. - М.: Высш. шк, 2001.

И.И. Гальперин, Н.Г. Домбровский "Строительные машины", Москва, "Высшая школа", 1980.

Невзоров Л.А., Подзельский Г.Н., Романюха В.А. Строительные башенные краны. - М.: Высш. шк., 1986.

Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: Учебное пособие. - М.: Издательский центр "Академия", 2005.

Машины и оборудование газонефтепроводов: учебное пособие / В.Г. Крец В.Г. А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин. - Томск: Изд. ТПУ, 2013. - 375 с.

Классификация экскаваторов

К атегория:

Эксплуатация экскаваторов

Классификация экскаваторов

Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Все экскаваторы делят на две большие группы: непрерывного действия - многоковшовые и периодического (цикличного) действия - одноковшовые.

Экскаваторы непрерывного действия обе операции - копание грунта и его перемещение - выполняют одновременно; экскаваторы периодического действия выполняют эти операции последовательно, прерывая копание на время перемещения грунта. Таким образом, рабочее время машины, в течение которого выбирают грунт, больше у экскаваторов непрерывного действия и производительность их выше, чем производительность экскаваторов периодического действия. Несмотря на это, шире распространены одноковшовые экскаваторы, преимущество которых заключается в их универсальности, т. е. возможности применения как на земляных, так и на погрузочно-разгрузочных работах и в любых самых тяжелых, в том числе скальных (с предварительным взрыванием), грунтах. Многоковшовые экскаваторы используют в основном при рытье траншей и добыче нерудных материалов в карьерах в однородных грунтах, не имеющих каменных включений.

Как одноковшовые, так и многоковшовые экскаваторы бывают сухопутными и плавучими.

Сухопутные экскаваторы имеют гусеничное, пневмоколесное и шагающее (последнее применяют только в одноковшовых экскаваторах) ходовое оборудование.

Механизмы экскаватора приводятся в движение дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими двигателями. Подавляющее большинство современных экскаваторов оборудовано дизелями и электрическими двигателями как наиболее экономичными. Реже применяют карбюраторные двигатели.

Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, на экскаваторах, работающих на строительстве железных и шоссейных дорог, то есть там, где машину нужно сравнительно часто перевозить с места на место, используют дизели. На экскаваторах, постоянно работающих в одном и том же месте, например в карьерах по добыче нерудных материалов» на угольных разрезах и т. п., выгодцо применять электродвигатели, так как электричество - наиболее дешевый вид энергии. Кроме того, упрощается обслуживание и отпадает необходимость в постоянном снабжении машины топливом.

Поэтому на экскаваторах с ковшами емкостью до 3 м3 чаще устанавливают дизели, а на экскаваторах большей мощности - электрические двигатели.

Если все механизмы экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называется одномоторным. Если в экскаваторе каждый механизм (или некоторые из механизмов) приводится в движение отдельным двигателем (обычно электрическим), такой привод называется многомоторным.

В СССР одноковшовые экскаваторы с одномоторным приводом изготовляли с ковшами емкостью до 2,5-3 м3, за рубежом - до 4-4,5 м3. В настоящее время готовят к производству экскаваторы

с дизель-электрическим многомоторным приводом, на которых устанавливают ковши емкостью 1,6 м3 (Э-1602). Кроме того, началось производство экскаваторов с многомоторным гидравлическим приводом, где применяют ковши емкостью 0,25 м3 (Э-2513 и Э-2514), и готовится производство гидравлических экскаватороз с ковшом емкостью 0,4-0,5 м3.

Распространение многомоторного привода в частности объясняется тем, что механизмы экскаватора выполняют в виде отдельных агрегатов, которые легко могут быть установлены при сборке машин и заменены во время их ремонта (при агрегатном методе ремонта). Кроме того, такая конструкция позволяет применять на разных машинах одинаковые или почти одинаковые (унифицированные) узлы, что даст возможность наладить крупносерийное специализированное производство их и уменьшить номенклатуру запасных частей.

Для передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используют следующие виды привода:
– механический, когда движение передается при помощи валов, шестерен, червячных пар, цепных передач;
– гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос (один или несколько), маслопроводы и гидромоторы (или’ гидроцилиндры);
– в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (или гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение; этот способ основан на свойстве жидкости не сжиматься;
– гидродинамический, где для передачи энергии используют тур-бомуфты или турботрансформаторы; его применяют обычно в сочетании с механическим для плавной работы механизмов и автоматического регулирования скорости движения в зависимости от величины нагрузки (с увеличением нагрузки скорость движения рабочих механизмов уменьшается и наоборот);
– электрический, применяемый на экскаваторах с многомоторным приводом в сочетании с механическим; этот привод дает возможность машинисту по желанию регулировать скорость движения механизмов экскаватора, автоматически изменять скорость в зависимости от нагрузок, а также совмещать рабочие движения;
– смешанный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического.

Механический привод наиболее распространен, поэтому его наличие на экскаваторе никак не оговаривается в названии машины, а указывается обычно только тип двигателя, например дизельный одноковшовый экскаватор с ковшом емкостью 0,5 м3. Если же применяют привод другого вида, то это указывают в названии экскаватора, например дизель-электрический экскаватор, то есть экскаватор с дизельным силовым оборудованием и электрическим приводом..

Все сказанное относится как к экскаваторам периодического действия (одноковшовым), так и к экскаваторам непрерывного действия (многоковшовым).

Таким образом, экскаваторы различают:
1) по способу перемещения (плавучие и сухопутные);
2) по типу силового оборудования (с»дизелем, карбюраторным, электрическим или паровым двигателем);
3) по количеству двигателей (одномоторные, многомоторные);
4) по виду привода (механические, гидравлические объемные, гидродинамические, электрические, смешанные);
5) по типу ходового оборудования сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные).

Кроме перечисленных признакрв классификации, каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками - размерами, мощностью, назначением.

Одноковшовые экскаваторы делят по назначению на три основные группы: – строительные, с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для земляных и погрузочно-разгрузочных работ в строительстве;
– карьерные, с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений, а также скальных пород;
– вскрышные, с ковшами емкостью свыше 6 м3, предназначенные в частности для разработки верхних слоев пород (вскрыши), покрывающих пласты полезных ископаемых (угля, руды).

Вскрышные экскаваторы отличаются удлиненным рабочим оборудованием, что дает возможность отваливать грунт на большое расстояние от места выработки. К этой группе машин относятся также и мощные шагающие экскаваторы - драглайны, используемые на горных работах для перекидки верхних слоев пород в выработанное пространство, а также на больших гидротехнических строительствах.

Одноковшовые экскаваторы следует различать по использованию их с различными видами рабочего оборудования.

Универсальными экскаваторами называются машины, имеющие не менее четырех видов сменного рабочего оборудования. Строительные экскаваторы обычно выпускают универсальными, причем один вид рабочего оборудования может быть заменен другим в процессе эксплуатации.

Специальными называют экскаваторы, имеющие только о чин вид рабочего оборудования. Их, как правило, выпускают с ковшами емкостью свыше 6 м3, однако специальными могут быть и экскаваторы с ковшами меньшей емкости (например, подземные).

В настоящей книге описаны выпускаемые отечественной промышленностью одноковшовые строительные сухопутные экскаваторы, полноповоротные и неполноповоротные.

Рис. 1. Схема одноковшового экскаватора:
1 - ходовое оборудование, 2 - поворотная платформа,

Экскаватором называется машина, служащая для механической добычи нетвердых или размельченных горных пород (рис. 2).

Наряду с отделением части породы от массива, экскаватор перемещает добытую породу на некоторое расстояние до транспорта, или до отвала, если добываемая порода сбрасывается в отвал на месте (при рытье котлованов, при заготовке глины в конуса или гряды).

Постройка первого одноковшового экскаватора относится к 1836 году. Несколько позже, в 1860 году, был сконструирован многоковшовый экскаватор.

В дореволюционной России первый одноковшовый экскаватор появился много позднее-в 1900 году. Незначительное количество таких экскаваторов было выпущено для разработки песчаных карьеров железнодорожного ведомства. Многоковшовые же экскаваторы в тот период у нас совершенно не изготовлялись.

В Советском Союзе экскаваторостроение получило мощное развитие.

По способу действия и расположению рабочего снаряда экскаваторы делятся на следующие основные классы: одноковшовые, кабельные, многоковшовые.

По способу передвижения в рабочем состоянии они подразделяются на экскаваторы с рельсовым и гусеничным ходом.

За последние годы промышленность тяжелого машиностроения стала выпускать сверхмощные одноковшовые экскаваторы, перемещающиеся в рабочем состоянии при помощи шагающего механизма.

Многоковшовые экскаваторы строятся также и пловучими (так называемые землечерпалки) для работ по углублению рек, каналов и прочих водоемов. Одной из разновидностей таких землечерпалок являются драги, применяемые в золотодобывающей промышленности.

Рис. 2. Одноковшовый экскаватор на гусеничном ходу.

Экскаваторы приводятся в действие электромоторами постоянного или переменного тока, паровыми машинами или двигателями внутреннего сгорания.

К атегория: - Эксплуатация экскаваторов

ОДНОКОВШОВЫЙ ЭКСКАВАТОР (а. power shovel, backhoe, dragline; н. Loffelbagger; ф. excavateur а godet, pelle mecanique, pelle-grue; и. pala de cuchara, pala excavadora, excavadora de cuchara) — самоходная полноповоротная выемочно-погрузочная машина с исполнительным органом в виде ковша. Одноковшовый экскаватор состоит из рабочего (оно же транспортирующее), механического, ходового и силового оборудования, механизмов управления, платформы с рамой, надстройки и кузова. Одноковшовые экскаваторы выполняются на гусеничном, шагающем (только драглайны с ковшом вместимостью свыше 4 м 3) или пневмоколёсном (главным образом машины с ковшами вместимостью до 0,8 м 3) ходу с электрическим, электрогидравлическим или (реже) дизель-гидравлическим приводом. Рабочий цикл одноковшового экскаватора складывается из четырёх последовательных операций: наполнения ковша (черпания), перемещения его к месту разгрузки (транспортирования), разгрузки и перемещения порожнего ковша к месту зачерпывания для воспроизведения нового цикла. В силу этого одноковшовые экскаваторы называются машинами цикличного действия.

В понятие одноковшового экскаватора включают две группы экскаваторов, отличающихся способом связи его исполнительного органа (ковша) с поворотной платформой (стрелой): с жёсткой (прямая лопата и обратная лопата) и гибкой связью (драглайн). В свою очередь каждая группа одноковшовых экскаваторов в зависимости от вида рабочего оборудования и назначения подразделяется на типы. Существующие типы одноковшовых экскаваторов в общем виде классифицируются по назначению и роду выполняемой работы, видам рабочего, ходового и силового оборудования, вместимости ковша. По назначению и виду выполняемых работ отечественные одноковшовые экскаваторы подразделяют на универсальные для производства строительных и землеройных работ небольших объёмов с использованием сменного рабочего оборудования (с вместимостью ковша до 3,2-4 м 3); карьерные прямые механические лопаты (типа ЭКГ) для выемки полезных ископаемых и пород вскрыши больших объёмов и погрузки их в транспортные сосуды, располагаемые на уровне установки экскаватора или выше с использованием одного специализированного типа рабочего оборудования (с вместимостью ковша от 4 до 20 м 3); вскрышные механические прямые лопаты (ЭВГ) для выемки вскрышных пород и непосредственной перегрузки их в отвал (с вместимостью ковша до 35 м 3); карьерные гидравлические прямые (ЭГ) и обратные (ЭГО) лопаты для выемки и погрузки горной массы в транспортные сосуды, находящиеся как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора, с вместимостью ковша 12 и 20 м 3 (ЭГ) и 8 м 3 (ЭГО); драглайны шагающие (ЭШ) для выемки горной массы (преимущественно вскрыши) как ниже, так и выше (реже) уровня стоянки экскаватора и отсыпки её в отвал или (реже) в транспортное средство (экскаваторы с небольшой вместимостью ковша) непосредственно или через бункер (с вместимостью ковша от 5 до 100 м и длинами стрел до 125 м).

Главный признак различия одноковшовых экскаваторов, определяющий их назначение и область применения, — вид рабочего оборудования. Последнее включает элементы, которые могут быть заменены на большие или меньшие или на элементы другого типа сменного оборудования. Рабочее оборудование драглайна состоит из ковша и стрелы. У прямых механических лопат оно дополнительно включает рукоять, седловой подшипник, механизм напора (или его исполнительную часть) и механизм открывания ковша. У прямых и обратных гидравлических лопат к рабочему оборудованию относят стрелу, рукоять, ковш и гидроцилиндры подъёма стрелы, поворота рукояти, поворота ковша и открывания челюсти ковша (только у прямых гидравлических лопат). Универсальные механические и гидравлические экскаваторы могут иметь в комплекте сменного оборудования свыше 10 различных видов: прямая и обратная лопаты , рыхлитель и др.

Одноковшовые экскаваторы, применяемые на открытых горных разработках, имеют, как правило, один вид специализированного рабочего оборудования. В основном это карьерная прямая лопата и драглайн. Вскрышные лопаты по основным технико-экономическим показателям перестали быть конкурентоспособными по сравнению с драглайнами, и их производство практически прекращено во всём мире. Интенсивно расширяется область применения карьерных прямых и обратных гидравлических лопат (в ряде европейских стран они полностью вытеснили механические лопаты из сферы горнодобывающих отраслей и строительства). В перспективе они займут преобладающее место в производстве карьерных лопат для всех отраслей промышленности и строительства. Сохранится выпуск канатных одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием драглайна и отдельных типов прямых лопат по специальному заказу.

На всех этапах строительных работ применяется специализированная техника, в число которой входит все многообразие видов экскаваторов. Данный тип землеройных машин разработан для выполнения разнообразных работ по копанию грунта, дроблению твердых составов и покрытий.

Все экскаваторы классифицируются по разного рода факторам с целью удобства выбора техники для выполнения конкретной задачи.

Классификация экскаваторов по типу ходовой части

• Сухопутные модели техники способны выполнять работы на суше. Выделяют гусеничные и пневмоколесные сухопутные экскаваторы. Первые способны работать с грунтом на большой глубине. Пневмоколесные подойдут для объектов, где нет необходимости в слишком больших погружениях в грунт.
• Плавучие экскаваторы работают в водных пространствах с использованием землечерпательных снарядов.
• Для выполнения работ с использованием железнодорожных путей используются рельсовые экскаваторы.
• На объектах, имеющих ярко выраженные особенности рельефа, применяется техника на специальном шасси, которое, например, позволяет работать на крутых склонах.
• Вездеходное шасси объединяет возможности экскаватора работать на понтоне и на суше.
• Комбинированное шасси позволяет синтезировать несколько типов шасси. Так, например, есть экскаваторы пневмоколесного типа, оборудованные опускаемыми парами железнодорожных колес.

Классификация экскаваторов по принципу работы

Оборудование циклического действия

В данную группу входят одноковшовые экскаваторы, которые выполняют задачи по работе с грунтом последовательно. Такие модели могут работать с разными типами грунта, включая смешанные составы с включением каменных твердых пород. По причине универсальности они используются чаще.

Одноковшовые циклические экскаваторы могут работать с разными типами дополнительного оборудования.

• Модели с прямой лопатой применяются для работы с грунтом, уровень которого выше уровня стоянки техники. Прямая лопата хорошо работает с разными типами грунта, а также способна качественно выполнить погрузку и выгрузку материалов.
• Модели с обратной лопатой используются для работы с грунтом, уровень которого ниже уровня стоянки техники. Такая техника копает грунт по направлению к экскаватору. Они применяется для отсыпки земляных насыпей, рытья котлованов, траншей.
• Модели с драглайном представляют собой технику, оборудованную ковшом, размещенным на канате и подвешенном к стреле. Такой экскаватор может работать на большой глубине и отличается высокой маневренностью.
• Модели с грейфером нашли применение в основном для выполнения подводных работ. Также они используются для погрузки материалов, рытья котлованов.
• Модели с телескопическим оборудованием подходят для работы на объектах, имеющих наклонную поверхность. Даже при слишком резком наклоне такой экскаватор может двигать ковш максимально прямолинейно. С помощью такой техники осуществляется быстрое и точное выравнивание наклонных территорий.

Оборудование непрерывного действия

В данную группу входят экскаваторы с несколькими ковшами. Такая техника способна одновременно выполнять и задачи копания, и перемещения материалов. Наиболее распространенные варианты экскаваторов данного типа — роторный и траншейный.

Преимущество непрерывных экскаваторов заключается в скорости их работы. Но многоковшовый экскаватор сможет работать только с более-менее однородными грунтами. Если этот параметр соблюдается, то техника данного класса оперативно способна решить задачи по рытью канав, траншей.

Оборудование вакуумно-всасывающего типа

В данную группу входит техника, способная путем всасывания удалить с объекта песок, воду, газы, камни. Применяются такие экскаваторы при работе с подземными коммуникациями, для очистки территории от загрязнений любого типа.

Классификация экскаваторов по назначению

Экскаваторы циклического действия разделяют на:

• универсальные строительные (способны работать с любыми грунтами и решать широкий перечень задач);
• карьерные (в основном применяются в карьерах для работы с ископаемыми);
• вскрышные (используются на открытых месторождениях).

Экскаваторы непрерывного действия разделяют на:

• карьерные (используются для добычи нерудных материалов в карьерах)
• ирригационные (применяются для рытья каналов);
• траншейные (разработаны для быстрого рытья траншей).