Файл: Лекция 1 Общие сведения о машинах и машиностроительных материалах. Общие сведения о машинах и машиностроительных материалах.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 367
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Экскаваторы продольного копания характеризуются тем, что направление движения рабочего органа (ротора или ковшовой цепи) совпадает с направлением перемещения самого экскаватора. У экскаваторов поперечного копания движение рабочего органа перпендикулярно перемещению экскаватора. Если экскавация происходит при повороте рабочего органа, то такие машины относятся к экскаваторам радиального копания.
Наиболее распространенное ходовое оборудование экскаваторов непрерывного действия – гусеничный ход, а на самых малых моделях – пневмоколесный. Железнодорожный ход широко применяют на цепных экскаваторах поперечного копания, работающих в карьерах.
Экскаваторы продольного копания называются траншеекопателями, так как они отрывают траншею правильного прямоугольного сечения. Ширина траншеи равна ширине ковша (скребка), а глубина может изменяться в определенных пределах. Максимальная глубина зависит от типоразмера экскаватора и применяемого рабочего органа.
Максимальная глубина отрываемой траншеи – главный параметр экскаватора продольного копания. Для большинства экскаваторов он равен 1,5 – 3,5 м. Однако есть модели, где максимальная глубина разработки достигает 6 – 8 м. Наиболее распространены рабочие органы экскаваторов этого типа – ковшовая цепь и ротор. Цепной рабочий орган применяют для рытья траншей глубиной более 2,5 м. Использование ротора в этом случае приводит к весьма громоздким конструкциям. Однако роторный рабочий орган более прочный и долговечный, что позволяет разрабатывать грунты с каменистыми включениями.
Скребковый рабочий орган применяют для узких траншей – 200 – 400 мм. Такие траншеи требуются при прокладке кабеля, а также при производстве дренажных работ. Оптимальная глубина траншеи, отрываемой скребковым рабочим органом, 1,2 – 2 м, однако не исключены и большие глубины.
Цепные многоковшовые экскаваторы имеют следующую конструкцию. Рабочий орган – многоковшовая цепь – смонтирован на раме самоходного гусеничного шасси. В качестве силовой установки – дизель. Привод механизмов – посредством механической трансмиссии. При копании рабочий орган с помощью специального механизма опускается вниз. Цепь с ковшами приводится в движение, постепенно заглубляясь, устанавливается на нужной глубине. Отрыв траншеи производится при одновременном перемещении экскаватора и ковшовой цепи. Ковши, перемещаясь снизу вверх, срезают тонкую стружку и заполняются грунтом. Траншея разрабатывается на полную ширину и глубину за один проход. Вынутый грунт выгружается в бункер при огибании цепью приводного вала. Из бункера грунт попадает на ленточный транспортер и отбрасывается в сторону. На большинство моделей экскаваторов транспортер может быть выдвинут вправо или влево от продольной оси экскаватора, позволяя выгружать на любую сторону траншеи.
Режим работы достигается подбором скоростей перемещения экскаватора и ковшовой цепи. Оптимальным считается режим, когда ковши на выходе из траншеи оказываются полностью заполнены грунтом. При недоборе надо увеличить поступательную скорость экскаватора, при переполнении – повысить скорость вращения приводного вала ковшовой цепи. Следует, однако, иметь в виду, что мощность двигателя и прочность экскаватора ограничены, поэтому при разработке некоторых грунтов приходится мириться с недобором, а следовательно, и с потерей производительности.
Коробки передач современных траншейных экскаваторов имеет 2 – 3 скорости ковшовой цепи и не менее 8 – 12 (в отдельных случаях до 25) рабочих скоростей перемещения экскаватора с диапазоном 1:50 и даже 1:100. При этом минимальные рабочие скорости колеблются в пределах 6 –25, а максимальные – 250 – 300 м/ч.
Ряд моделей экскаваторов снабжается гидравлической бесступенчатой трансмиссией, позволяющей получать в определенных границах любую скорость перемещения экскаватора. Для транспортных перегонов имеется свой диапазон скоростей. Экскаваторы на пневматическом ходу могут развивать скорость до 15 – 25, а гусеничные до 5 – 10 км/ч.
Управляет экскаватором машинист, рабочее место его расположено сбоку машины. Машинист может наблюдать за экскавацией грунта и следить за движением машины вдоль трассы.
Траншейные экскаваторы с дополнительным цепным или шнековым оборудованием могут отрывать трапецеидальные траншеи с крутыми откосами (более 65 – 700). Менее крутые откосы (20 – 450) при глубине выемки 1,2 – 3,0 м создают за один проход специальные экскаваторы мелиоративного назначения – каналокопатели.
Скребковые экскаваторы
Скребковые (цепные) экскаваторы широко применяют для рытья траншей глубиной до 2,0 м и шириной 200 – 400 мм. Скребковый экскаватор ЭТЦ-161 навешен на сельскохозяйственный трактор класса 1,4 тс и представляет собой компактный агрегат. На тракторе навешен также бульдозер, которым засыпают траншею. Подъем и опускание рабочего органа производится с помощью гидроцилиндров. На экскаваторе может быть установлен сменный рабочий орган непрерывного действия для разработки мерзлых грунтов, создающий за один проход щель глубиной 1,3 м и шириной 140 мм. На экскаваторе довольно просто решен вопрос отбрасывания грунта. Транспортера нет, грунт отодвигается от края траншеи шнеком. При такой конструкции снижается энергоемкость процесса копания и масса машины. Экономия в массе настолько ощутима, что скребковый рабочий орган для траншей глубиной 1,6 м может быть навешен на стандартный колесный трактор.
Технические характеристики траншейных цепных экскаваторов
Марка экскаватора | ||||
Показатели | ЭТЦ-161 | ЭТЦ-202 | ЭТУ-354А | ЭТЦ-402 |
Тип рабочего органа | Скребковая цепь | Многоковшовая цепь | Скребковая цепь | |
Максимальная глубина траншеи, м | 1,6 | 2,0 | 3,5 | 4,0 |
Ширина траншеи прямоугольного сечения, м | 0,2 – 0,4 | 0,5 | 0,8 | 0,8 |
Ширина траншеи прямоугольного сечения с уширителями ковшей, м | --- | --- | 1,1 | 1,2 |
Ширина траншеи по верху трапецеидального сечения, м | --- | --- | 2,8 | до 3,2 |
Мощность двигателя, л.с. | 50 | 50 | 54 | 110 |
Марка двигателя | Д-50 | Д-50 | СМД-14Б | АМ-01 |
Емкость ковша, л | Нет | 23 | 45 | Нет |
Шаг ковшей, скребков, мм | 781/1093 | 950 | 1140 | 1140 |
Число рабочих скоростей хода | Бесступенчатое регулирование скорости хода | 8 | Бесступенчатое регулирование скорости | |
Диапазон рабочих скоростей хода, м/ч | 10 – 400 | 15 – 400 | 14,7 – 135 | 0 – 280 |
Диапазон транспортных скоростей, км/ч | 1,34 – 24,3 | 1,13 – 4,42 | 0,46 – 4,2 | 1,56—6,77 |
Масса экскаватора, т | 4,25 | 8,05 | 12,25 | 18,0 |
Роторные экскаваторы применяют для разработки грунтов 4 категории с каменными включениями, а также талых и мерзлых грунтов. Роторный рабочий орган по сравнению с цепным более надежен и долговечен. Однако по металлоемкости он уступает цепному. Особенно возрастает масса рабочего органа, а следовательно, и масса машины с глубиной копания. Приемлемым считаются весовые показатели конструкций роторных экскаваторов, обеспечивающих глубину копания до 2,0 – 2,5 м. Большие глубины – это область машин с цепными рабочими органами. Роторные траншейные экскаваторы нашли широкое применение при строительстве газонефтепроводов; успешно используют их для отрыва траншей водопроводных, канализационных и кабельных сетей. В комплексе с другими машинами роторные экскаваторы могут работать и при сооружении мелиоративных каналов.
Диапазон рабочих скоростей роторных экскаваторов большой – от 30 до 300 м/ч; транспортных скоростей – от 2 до 9 км/ч. На базе более мощных гусеничных тракторов класса 6 тс созданы роторные экскаваторы с глубиной копания 1,8 (ЭР-4А), 2 (ЭР-7-А) и 2,5 м (ЭР 10).
Многоковшовые экскаваторы поперечного копания – землеройные машины непрерывного действия, у которых движение рабочего органа (ковшовой или скребковой цепи) направлено перпендикулярно их перемещению. Такие машины широко применяют в карьерах, особенно при добыче нерудных полезных ископаемых, а также в качестве планировщиков и очистителей каналов. Перспективно их использование в гидротехническом строительстве при сооружении крупных каналов и на эксплуатационных работах в мелиорации. Во всех случаях применение многоковшовых экскаваторов обусловливается большими объемами работ.
Глубина копания (высота забоя) экскаваторов для малых типоразмеров машин находится в пределах 4 – 8 м, для экскаваторов средней мощности – 10 – 20 м. Емкость ковшей от 15 – 100 л для моделей малой мощности до 500 – 3000 л для наиболее мощных экскаваторов. Производительность экскаваторов составляет 1 – 1,5 м3/ч на 1 л емкости ковша. Для малых моделей это выражается часовой производительностью 20 – 150 м3/ч, для крупных – до 4500 м3/ч.
Роторные экскаваторы радиального копания составляют особую группу землеройных машин непрерывного действия. Рабочий орган таких экскаваторов представляет собой ротор с ковшами, установленный на конце стрелы. Отвал грунта производится с помощью ленточных транспортеров. Один, принимающий грунт непосредственно из ковшей ротора, установлен на стреле, другой – отвальный – находится на поворотной платформе с противоположной стреле стороны. Долгое время экскаваторы радиального копания применяли главным образом на открытых горных разработках, так как технологические качества этих машин наиболее соответствуют производственным условиям горнодобывающей промышленности. В последние годы создан ряд моделей, предназначенный для гидротехнического, промышленного и транспортного строительства. В СССР были поставлены на серийное производство два типоразмера экскаваторов малой мощности – ЭР-25 и ЭР-100.
Технические характеристики роторных траншейных экскаваторов
Марка экскаватора | ||||||
Показатели | ЭР-4А | ЭР-5А | ЭР-6 | ЭР-7А | ЭР-10 | ЭТР-132 |
Тип траншеи | Прямоугольная | Прямоугольная и трапецеидальная | Прямоугольная | |||
Наибольшая глубина траншеи, м | 1,8 | 2,2 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 1,3 |
Ширина траншеи, м | 0,9 | 1,2 | 0,5 1,2 | 0,9; 1,1; | 1,2; 1,5 | 0,23 |
Мощность двигателя, л.с. | 100 | 100 | 54 | 108 | 140 | 140 |
Марка | КДМ-100 | У1Д-6 | Д-54 | Д-108 | 6КДМ-50 | 6КДМ-50 |
Диапазон рабочих скоростей, км/ч | 61-200 | 59-195 | 58-310 | 31-310 | 15-260 | 356-1455 |
Диапазон транспортных скоростей, км/ч | 2,25-9,65 | 2-2,94 | 3,59-7,9 | 1,42-6,12 | 1,01-4,7 | 2,38-10,9 |
Диаметр ротора по зубьям ковшей, м | 3,2 | 3,7 | 2,3 | 3, 5 | 3,5 | 3,4 |
Число ковшей | 14 | 32 | 12 | 14 | 14 | --- |
Емкость ковшей, л | 50 | 40 | 25 | 65, 80, 90 | --- | --- |
Масса экскаватора, т | 18,5 | 25,0 | 10,4 | 24,4 | 32,0 | 25,6 |