Принцип работы экскаватора – Экскаватор-планировщик: классификация типов, принцип работы, технические характеристики

Содержание

ремонт, диагностика, гидравлика, схема, принцип

Гидравлический экскаватор — это большая самоходная машина для проведения выемочных и погрузочных работ. У такой техники все оборудование работает при помощи гидроцилиндров. Системы и детали устанавливаются на платформу, которая полностью либо частично поворачивается.

Описание гидравлического экскаватора

Подобная конструкция специально создана для гидравлических экскаваторов, которые широко применяют в следующих сферах:

  1. В горной промышленности, когда надо провести добычу полезных ископаемых, поднять грунт из ям и канав, погрузить его. Обычно в паре с гидравлическим экскаватором применяют автомобильный, конвейерный и железнодорожный транспорт, в него грузят горные или земляные породы.
  2. При проведении земляных работ, направленных на добычу горных пород.
  3. При разрыхлении грунтов, которые замерзли. Даже если земля промерзла до -40ºС, гидравлическая система экскаватора отлично справится с грунтом, при работах по добыче пород или рытью карьеров.

Гидравлические экскаваторы начали активно применяться с 1950-х гг. Машины умели поворачиваться вполоборота, были оборудованы обратной лопатой в качестве навесного оборудования. Позже стали выпускать полноповоротные экскаваторы, которые работали на гидравлике. Техника неоднократно доказывала свою функциональность, поэтому ее стали выпускать различные фирмы, например, Hyundai, Mitsubishi, Suzuki, Hitachi, Komatsu, Terex (Orenstein & Koppel), Liebherr, Caterpillar, Volvo CE, New Holland, Doosan (Daewoo), Ковровский, Тверской (Калининский) и Воронежский экскаваторные заводы.

Рассмотрим навесное оборудование для гидравлического экскаватора.

Для того чтобы техника успешно выполняла поставленные перед ней задачи, необходимо, чтобы функциональной была платформа экскаватора.

Гидравлическая схема экскаватора основывается на работе гидро- или электродвигателей (значительно реже), которые помогают передавать сигнал на системы вращения, вызывающие движение внутренней гидравлики и платформы. Исходным источником энергии для гидропривода выступают электрические двигатели или современные дизельные установки.
Устройство гидравлических экскаваторов позволяет применять самое различное навесное оборудование.

Производятся машины, которые имеют прямые и обратные ковши. Они могут быть оборудованы фронтально опрокидывающимися или челюстными ковшами. Последние позволяют значительно сократить время работы экскаватора на участке.

Навесное оборудование гидроэкскаваторов

Гидросистемой в движение могут приводиться такие виды навесного оборудования, как:

  • ковш обратной или прямой лопаты;
  • грейфер;
  • зуб, предназначенный для рыхления грунта;
  • кран;
  • механизм для выполнения захватных работ.

Для различных моделей гидроэкскаватора продаются ковши, имеющие разную емкость и ширину, которые будут подходить для выполнения тех или иных видов работ. Для гусеничных моделей выпускаются ковши емкостью 1,5 и 2,8 м³, а для пневмоколесных — 0,65 и 0, 8 м³.

Любое погрузочное оборудование работает на кинематической схеме, которая позволяет передвигать ковш прямолинейно во время внедрения в грунт.

Дополнительно на гидроэкскаваторы навешивается крановая подвеска, обладающая функцией грузозахвата. Инструменты подобного типа служат для таких работ, как:

  • погрузочно-разгрузочные;
  • рыхлительные;
  • дробление мерзлых грунтов;
  • вскрытие дорожного покрытия;
  • бурение скважин;
  • планирование отвалов;
  • перенос камней.

Тот или иной тип оборудования, поставленного на гидравлический агрегат, применяется при строительстве различных объектов. Распространение получили универсальные гидроэкскаваторы, работающие на полноповоротной платформе.

Агрегаты передвигаются на гусеницах и способны переносить большие нагрузки. Универсальные машины можно быстро переоборудовать, провести самостоятельную регулировку системы и узлов, навесить ковш нужного объема.

Например, часто надо заменять прямые лопаты с челюстным ковшом (емкость варьируется от 8 до 14 м³) на обратные лопаты. В этом случае принцип работы гидравлического экскаватора состоит в том, чтобы работать с удлиненной рукоятью и стрелой. Гидросхема также позволяет выполнять работы на большой глубине.

Навесное оборудование по типам выполняемых работ можно поделить на несколько групп:

  1. Прямая лопата подходит для того, чтобы проводить разработку земли в забое.
  2. Обратная лопата нужна для того, чтобы рыть выемки, которые находятся ниже уровня стоянки агрегата.
  3. Обратная лопата может выполнять работы и возле стен или других подобных конструкций. Например, с ее помощью вырываются траншеи, чьи оси не совпадают с продольной осью экскаватора.
  4. Грейфер используют для проведения погрузочно-разгрузочных работ, рытья скважин и котлованов большой глубины. Устанавливаются регулируемые грейферы. При необходимости проводится диагностика оборудования и внутренних систем. Такая диагностика позволяет настроить нужное давление на грунт, чтобы ковш легко врезался в почву.
  5. Челюстной ковш помогает зачерпывать породу, копать, выгружать землю.
  6. Погрузчик применяется в том случае, когда возникает необходимость провести погрузку мелкокусковых и сыпучих материалов выше уровня стоянки экскаватора. Применяется погрузчик и для высыпания пород в автосамосвалы, выгрузки грунтов, в том числе и слежавшихся.

Таким образом, в нужный момент оператор может самостоятельно провести смену навесного оборудования и отрегулировать детали гидравлической системы, цилиндров, применяемых инструментов. Если при настройке ковша и стрелы возникнут проблемы, необходимо вызвать специалистов по навесному устройству.

Регулирование гидроцилиндров экскаватора

Регулирование гидроцилиндров надо проводить каждый раз, когда оператор меняет рабочее навесное оборудование, которое представлено такими видами:

  • рычажно-шарнирное;
  • телескопическое.

Чтобы удерживать рычажно-шарнирное устройство, применяют гидравлические цилиндры, позволяющие менять угол наклона стрелы, передвигать ковш. Телескопическое оборудование работает по принципу выдвижения или втягивания стрелы.

На машинах рычажно-шарнирного типа применяются ковши обратной и прямой лопаты, грейферный захват, погрузчик, на который можно поставить ковш требуемой емкости.

Среди особенностей рычажно-шарнирного оборудования отмечают:

  • Объем ковша 0,5-4 м³, что помогает проводить земляные работы разного уровня сложности.
  • Отлично помогают при монтаже, планировании или погрузке.
  • Созданы на основе специальных конструктивных схем, обладающих унифицированными агрегатами и узлами.
  • Передвигаются на гусеничном ходу или же пневмоколесах.
  • На поворотной платформе находится силовая установка, гидропривод, кабина водителя и навесное оборудование.
  • Навесное оборудование запускается при помощи силовых гидроцилиндров, поворот платформы и движение агрегата выполняется под управлением гидромоторов.

Преимущества гидравлических экскаваторов

Рассмотрим достоинства гидравлических экскаваторов:

  • Развитие большой способности копать, когда ковш внедряется в породу на уровне стоянки экскаватора.
  • Ковш поворачивается, если надо провести зачерпывание грунта и выгрузить его в погрузчик.
  • Сокращается цикл копания, что улучшает заполняемость ковша.
  • Регулировка гидроцилиндров обеспечивает селективную выемку ископаемых.
  • Высокая производительность, что характерно для экскаваторов типа ЭГ, ЭО, RH, Caterpillar.
  • Наличие дизельного привода, который обеспечивает мобильность и шихтовку руды.
  • Небольшая масса экскаваторов, что достигается компактными размерами.
  • Проведение земляных работ в ограниченных условиях, например, в городе. Для этих целей можно применять специальное навесное оборудование, которое имеет смещенную ось копания.
  • Широкие возможности технологического характера благодаря установке навесного оборудования.
  • Гидропривод используется на каждый отдельный механизм, что делает элементы экскаватора не привязанными к силовой установке. В результате чего конструкция машины упрощается и становится более функциональной.

Кинематическая схема рабочего оборудования позволяет быстро преобразовать вращательное движение в поступательное. Установлена бесступенчатая система регулирования скоростей.
Внутренние системы позволяют передавать энергию к рабочим механизмам, что не требует задействования сложных кинематических систем.

Гидравлический привод предназначен для того, чтобы проводить унификацию и нормализовать работу узлов и агрегатов. Это значительно упрощает количество деталей, которые нужны для работы экскаваторов. Такой привод обеспечивает быструю диагностику оборудования.

Гидравлический привод позволяет проводить агрегатный ремонт гидравлики экскаваторов. Благодаря этому время простоя машины сокращается в несколько раз, увеличивается производительность, эксплуатация и расширяются функциональные возможности гидравлического экскаватора.

specmahina.ru

Назначение и устройство экскаватора: общие сведения

Экскаваторы занимают одно из ведущих мест среди спецтехники, которую можно встретить практически в любой отрасли. Везде, где требуется выемка, транспортировка и выгрузка грунта или пород, экскаватор является незаменимой машиной. Современная экскаваторная техника имеет некоторые различия в конструкции, которые делают ее максимально эффективной для выполнения определенного вида задач. Несмотря на то, что основная функция – землеройные работы, назначение и область применения у экскаваторов может существенно различаться.

Назначение экскаваторов согласно устройству и принципу действия

Особенности устройства той или иной модели экскаваторной техники, определяют ее назначение. Экскаваторы принято классифицировать согласно некоторым параметрам технических характеристик, базовому устройству и принципу действия рабочих установок. Экскаваторную технику принято делить на основные группы:

  • одноковшевые и многоковшевые;
  • сухопутные и плавающие;
  • с электродвигателем и ДВС;
  • с механическим и гидравлическим устройством рабочих агрегатов.

Вся экскаваторная техника делится на две главные функциональные группы – одноковшевые и многоковшевые машины. Одноковшевые экскаваторы выполняют заданный алгоритм задач с определенной периодичностью, затрачивая на разработку, перемещение и выгрузку грунта или породы отдельные отрезки времени. Многоковшевая техника работает по принципу непрерывного действия, одновременно осуществляя все три основные операции.

Многоковшевые экскаваторы принято использовать для непрерывного выполнения большого объема работы, учитывая их высокую производительность. Одноковшевые машины более универсальны и подходят для использования в разных условиях, и выполнения принципиально-различных функций, помимо землеройного назначения.

Плавучие экскаваторы имею узкое назначение – работы, выполняемые на воде. Сухопутная техника делится еще на несколько категорий, каждая их которых функциональна и предназначена для эксплуатации в разных отраслях. Она делится на шагающие экскаваторы и машины на колесной и гусеничной базе. Ходовая экскаватора определяет способ передвижения по поверхности и приспособленность для выполнения работ в условиях рельефа разного типа.

Экскаваторы на колесной базе считаются универсальной техникой, которая способна выполнять работы городского цикла и самостоятельно перемещаться с одного объекта на другой. Гусеничные экскаваторы менее мобильны, но обладают повышенной проходимостью и способностью работать в труднодоступных местах. Шагающие экскаваторы обладают еще большей проходимостью, чем гусеничная техника, основное их назначение – работа в карьерах по добыче полезных ископаемых и разработке вскрышных пород.

Оснащение экскаватора электрическим двигателем дает возможность эксплуатировать технику на работах, где есть доступ к электроэнергии и работы приходится долго выполнять на одном месте. Гибридные и ДВС силовые установки делают экскаваторы автономными, и позволяет осуществлять самостоятельное передвижение без дополнительного транспортного средства.

В зависимости от устройства и принципа работы рабочих органов, различают экскаваторы с механическим, гидравлическим, гидродинамическим, электрическим приводом. Также рабочие агрегаты могут быть сконструированы на жесткой, телескопической или канатной подвеске.

Назначение одноковшевых экскаваторов

Одноковшевые экскаваторы делятся на группы по видам рабочих органов и основному назначению. По назначению принято делить на:

  • экскаваторы для строительных работ малой, средней и большой мощности;
  • экскаваторы для карьерных работ;
  • экскаваторы для вкрышных работ;
  • экскаваторы для работы в тоннелях и шахтах, имеющие укороченное рабочее оборудование;
  • шагающие экскаваторы-драглайны.

По типу рабочего оборудования различают следующие группы:

  • универсальные – имеющие в своем арсенале от 4 и более видов рабочих агрегатов, а именно: прямы и обратные лопаты, драглайн, грейфер, кран, скребок, корчеватель, погрузчик, бульдозерный ковш и многое другое, включающееся в список более 50ти наименований.
  • специальные – экскаваторы, имеющие в приоритете только один вид рабочего оборудования.

Универсальные экскаваторы выполняют землеройные, погрузочные и очистные работы в различных отраслях хозяйственной деятельности. Специальные экскаваторы применяются на крупных строительных объектах, в горно-добывающей промышленности и мелиоративной отрасли.

Назначение и устройство гусеничных экскаваторов

Гусеничные экскаваторы принято относить к наиболее востребованной технике специального назначения. Ее можно встретить на строительных площадках, в лесозаготовочном и сельском хозяйстве, на коммунальных и дорожно-строительных работах. Это техника с хорошей проходимостью и высокими показателями мощности, что позволяет ее эксплуатировать в самых сложных климатических условиях для выполнения тяжелых операций.

Устройство гусеничных экскаваторов отличается достаточно простой конструкцией, состоящей из:

  • гусеничной базы;
  • тележки;
  • рамы;
  • поворотной платформы;
  • кабины оператора;
  • силовой установки;
  • рабочих агрегатов.

В качестве основы служит рама, которая связывает гусеничную базу, тележку с поворотной платформой. На платформе размещается трансмиссия, силовой агрегат, рабочие органы и кабина машиниста. Гусеничные экскаваторы разных производителей и моделей отличаются между собой техническими характеристиками и конструктивным соотношением размеров и расположения оборудования. При этом принцип действия гусеничных экскаваторов остается практически одинаковым.

Гусеничные экскаваторы отличаются наибольшей приспособленностью к самостоятельному обслуживанию и ремонту. Характеристики такой техники настолько упрощены, что она работает длительное время без простоев и непредвиденных сбоев. Производители гусеничных экскаваторов постепенно совершенствуют соотношение технических и эксплуатационных характеристик этих машин, оставляя базовую несущую конструкцию в первоначальном виде.

Видео

traktorspec.ru

Роторный экскаватор: принцип работы и устройство


Роторный экскаватор – универсальный робот-землекоп

Быстро бегущий прогресс требует от всех направлений жизни повышение скоростей, мощностей и габаритов. Не оставил он в стороне и землеройную технику, ведь увеличение объёмов добычи ископаемых и качественное рытьё траншей сказываются на росте экономики в целом. Ускорить процессы выемки породы и вскрытия новых подземных пластов угля и минералов, выкопать километры котлованов без остановок способен роторный экскаватор.

Каковы особенности и преимущества специальной машины? Если и вы задались вопросом, что такое роторный экскаватор, отвечаем: это большой самоходный или навесной механизм, оснащённый несколькими заборными ковшами. Все они движутся по кругу на большом колесе (роторе). Оно выдвигается вперёд или поворачивается в стороны посредством держателя (стрелы).

Прародителем ротора по принципу действия считается древнее водоподъёмное колесо. Изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи по аналогии к нему разработал чертежи копательной машины. Первый патент на изобретение был выдан в 1884 году американскому инженеру Чарльзу Смитту. Его экскаватор имел два симметричных вращающихся колеса с ковшами. Между ними на стреле двигалась лента конвейера.

Отечественное производство техники такого типа началось в СССР в середине ХХ века в мастерских Часова Яра. Сегодня это компания ОАО «Крастяжмаш». За рубежом модели выпускаются серийно в Германии, Чехии, Японии, Соединённых Штатах Америки.

Наблюдается динамика развития построения крупных мощных машин с большим КПД, широким горизонтом и глубиной копания и малогабаритных вариантов с небольшими линейными параметрами. Последние отличаются мобильностью, используются для строительных работ, погрузки сыпучих материалов.

Классификация машин и агрегатов

Многоковшовые экскаваторы различаются устройством и техническими способностями. В зависимости от выполняемых функций они бывают вскрышными и добычными. И первыми, и вторыми проводится разработка грунта. По направлению рабочего поля их делят на модели продольного или радиального копания. На участках разной сложности могут меняться способы подхода ковшей к грунту: удаляется порода, вынимается земля верхним или нижним черпанием.

Существуют роторы специального траншейного типа:

  • плужно-роторный, движущийся в одном направлении;
  • быстроходный траншейный комплекс военного назначения;
  • шнеково-роторный.

Для открытых разработок идеальный вариант – поворотный (карьерный) экскаватор.

По способу передвижения они объединяются в две крупные группы: самоходные (на гусеницах и рельсах) или навесные (прикреплённые к трактору тягачу).

Области применения и работоспособность

Роторный траншейный экскаватор востребован в строительстве газопроводов, канализационных и коллекторных коммуникаций, при прокладке подземных систем связи на километровые расстояния, при рытье неглубоких котлованов. Им удобно проводить выемку земли на раскопках или масштабных ремонтных, при спасательных операциях.

Открытый песчаный или глиняный карьер и роторный экскаватор не мыслятся по отдельности. Машина способна добывать и отгружать сыпучие вещества высоты до 25 м и на 5 метровой глубине. Используются они и при прямой разработке угольных забоев, когда надо вскрыть почвенный пласт, отгрузить готовую продукцию или отвалить породу.

Главная общая особенность всех экскаваторов данного типа — возможность бесперебойного круглосуточного эксплуатирования с высокими показателями производительности, применение в труднодоступной местности. Климатические условия, повышение или понижение температурного режима не влияют на качество. Подобный цикл выгоден при добыче рудных ископаемых, природных строительных материалов. Экономятся финансы, благодаря конструкции ковшей минимизируются потери во время погрузки.

Сходства и различия конструкций

Принцип действия и устройство роторных экскаваторов у большинства механизмов одинаковые. Они представляют единую систему и состоят из поворотной платформы, к которой крепятся важные узлы: ходовая часть, кабина с пультом управления, надстройка с мачтами, отвальная и роторная стрелы с конвейерной лентой.

Разница бывает существенной только в:

  • количестве ковшей, диаметре круга, к которому они крепятся;
  • длине стрелы;
  • размещении надстройки;
  • метраже отвала, его поворотах и в тоннаже противовеса;
  • мощности двигателя;
  • способах разгрузки ковшей (от центробежной силы или от тяжести) и в передвижении.

Существуют незначительные отличия модификаций, выраженные в ковшовой вместительности, глубине, высоте копания. Они сказываются на том, как используют агрегаты.

Технические параметры агрегатов

Характеристики видов и моделей отличаются цифровыми показателями. За основу можно взять средние или конкретные числа, но каждый вид оборудован телескопической (складывающейся) или стационарной стрелой, на конце которой вращается ротор. Закрепляется её положение при помощи лебёдки и тросов, пропущенных между полиспастами на мачтах. С противоположной стороны устроена аналогичная отвальная стрела. Механизм их опускания и поднимания проходит по одинаковой схеме, угол зависания регулируется противовесами. Эти части все вместе образуют надстройку, способную поворачиваться вокруг оси на 360°. Это значительно расширяет возможности добычи. Узел разгрузки (конвейер) имеет автономную поворотную механику с углом отклонения 270°, что упрощает прокладку подъездных путей для транспорта. Принцип работы карьерных и траншейных агрегатов почти идентичен.

При средних размерах роторного колеса 18–20 м в диаметре с вместимостью ковшей 12 литров, глубиной разработки в 25 метров и удвоенной высотой производительность составит до 10 тысяч м3/час.

Оснащение трансмиссии гидромотором упрощает изменения скорости рабочего хода от 3,5 до 120 м/с. Ковшовая цепь движется стабильно и равномерно от 0,75 до 1,06 метра за секунду. Самоходный экскаватор способен развивать 4 транспортные скорости: минимальная 1,25, максимальная 7,60 км/час.

Вопрос о том, зачем нужен роторный экскаватор, отпадает сам. Многоковшовые машины все операции по добыче, загрузке, выгрузке выполняют одновременно. Одно действие плавно переходит в другое, образуя круговую цикличность.

Мировые роторные экскаваторы-монстры

Большой горный комбайн работает в Германии близ Кёльна на шахте «Гамбах». Bagger 288 имеет высоту 94 метра и длину 220 м. Огромное колесо диаметром 32 м весит 13 500 т, закреплено на 60-метровой стреле. Производительность гигантского роторного экскаватора – 245 тысяч м3 в сутки. Способен выкапывать уголь с глубины 100 м. Передвигается по поверхности на 12 гусеницах. Их размеры (высота 3, ширина 3,5, длина 15 метров) рассчитаны в соответствии с общим весом.

Обслуживается чудо техники бригадой из 5 человек. Работа на одном месторождении продолжается до тех пор, пока будет целесообразной и выгодной. Главная трудность – при перемещении удерживать равновесие ротора и правильное направление, чтобы избежать раскачки. Кроме того, очень важно выбирать ровную поверхность.

Конкурировать со своим сородичем может Bagger 293. Он построен в 1995 году для формирования карьеров, работает непрерывно по 3–5 суток. Входит в Книгу рекордов как обладатель крупнейшего механизма.

Людей не перестаёт удивлять, как это работает. Оказывается, достаточно просто соблюдать правила техники безопасности, владеть инженерными знаниями, и обслуживание подобных агрегатов не составит труда.

Достоинства использования налицо. Длительный срок эксплуатации (60–70 лет), огромнейшие объёмы работ и количество выполняемых функций быстро окупают затраты на строительство, техническую поддержку.

snabavto.com

Роторный экскаватор: принцип работы и устройство


Роторный экскаватор представляет собой самоходную машину на шагающем рельсовом либо гусеничном ходу, которая предназначена для добычи полезных ископаемых и горных пород, разработки каналов, вскрышевания, глубокого и поверхностного черпания.

Подобное оборудование незаменимо при проведении горных работ как закрытого, так и открытого типа, а также для прокладки нефтепроводов, водопроводов, газопроводов, траншей и кабелей. Для получения доступа к залежам ценных ископаемых возникает потребность во вскрытии и удалении поверхностных пород, что требует наличия роторного оборудования.

История создания

Идея копающих колес была высказана еще в начале шестнадцатого столетия знаменитым ученым Леонардо да Винчи. Однако прототип современного экскаватора, оснащенного парой роторных колес, симметрично расположенных по отношению к конвейеру, был запатентован американским инженером Ч. Смитом лишь в конце девятнадцатого века.

На сегодняшний день индустрия производства подобного оборудования развивается путем выпуска машин, обладающих высокой производительностью, а также увеличенной удельной силой, с помощью которой осуществляется процесс выкапывания траншей и добычи полезных ископаемых.

Классификация

Роторные экскаваторы бывают как одноковшовыми, так и многоковшовыми. Первые представляют собой цикличное оборудование, повторяющее одни и те же действия. С помощью многоковшовых экскаваторов можно выполнять более широкий диапазон скребковых, фрезерных и прочих задач. Подобные экскаваторы бывают двух типов.

Карьерный экскаватор. Используется при разработке месторождений различных руд и угля. В категории многоковшового оборудования, предназначенного для карьерных работ, выделяют модели добычного и вскрышного типа. Материал добывается посредством поверхностного либо глубокого черпания. Карьерные машины используются при разработке почв до четвертого уровня сложности включительно.

Карьерные экскаваторы

Траншейный экскаватор относится к более универсальному оборудованию, которое задействуется для таких задач, как прокладка систем дренажа и орошение. Траншейное роторное оборудование позволяет вырывать траншеи глубиной до трех с половиной метров. Длительная безостановочная работа происходит в режиме совмещенного цикла.

Карьерное оборудование чаще всего используется при добыче пород скального типа, полезных ископаемых и песка. Предварительное рыхление перед стартом работ не требуется. Конструкция роторных колес может быть:

  • полуячейковой;
  • безъячейковой;
  • ячейковой (ковши оснащаются специальными отсеками для разгрузки).

Промышленное роторное оборудование оснащается преимущественно безъячейковыми колесами по той причине, что они являются наиболее подходящими для нижнего копания. Разгрузка ковшей осуществляется в пределах общего желоба, расположенного внутри самого колеса, из которого грунт попадает на полотно конвейера роторной рамы. Для того чтобы заполнять ковши без каких-либо серьезных препятствий, их разгрузка начинается непосредственно во время процесса заполнения.

Как работают роторные экскаваторы

Особенности конструкции

Описание роторного экскаватора ЭТР-224

Роторный экскаватор справляется с задачей выработки горных масс благодаря специальным ковшам, фиксирующимся на роторе, который вращается как вокруг собственной оси, так и в направлении, позволяющем обеспечить наилучшее заполнение. Такое оборудование может использовать в работе специальную стрелу. Отвальные и роторные стрелы опускаются и поднимаются благодаря специальным противовесам. Подача ротора на площадку происходит благодаря выдвижному механизму, который приводит стрелу в движение.

Для того чтобы опорожнить емкости после забора грунта, используется механизм гравитации. Надстройка экскаватора состоит из поворотной платформы, мачты, поддерживающей стрелу и системы полиспастов. Оборудование фиксируется на ходовой части экскаватора посредством поворотно-опорного устройства.

Экскаваторы, предназначенные для нижнего и верхнего копания, оснащаются ковшами, которые отличаются друг от друга левым либо правым вращением. Чтобы снизить ударную нагрузку и уменьшить износ конвейерной ленты, безъячейковые роторные колеса обыкновенно снабжаются специальными разгрузочными питателями.

Технические параметры

Поперечное и радиальное оборудование роторного типа отличается по таким параметрам, как максимальная теоретическая производительность, а также по следующим показателям:

Технические характеристики роторных экскаваторов зарубежного производства

  • По варианту опоры стрелы, использующейся для конвейерной разгрузки.
  • По отсутствию либо наличию устройства для выравнивания поворотной платформы.
  • По максимально допустимому уклону, с помощью которого определяется рабочий горизонт.

Исходя из особенностей разгрузки ковша, роторное оборудование подразделяют на инерционное и гравитационное. В первом случае разгрузка осуществляется под воздействием центробежной силы, которая выбрасывает породу за пределы ковша.

Разгрузка роторного оборудования происходит под влиянием силы тяжести, которое оказывает добываемая порода. Работа инерционных экскаваторов реализуется благодаря высокой частоте вращения колес, что позволяет центробежной силе развить воздействие, превышающее силу гравитации.

У роторных экскаваторов производительность является весьма высокой, и подобное оборудование вырабатывает до 10 000 кубических метров материалов за час. Роторные колеса отличаются внушительным диаметром (17 метров и выше). Рабочий процесс удается оптимизировать также благодаря вместительным ковшам, а добычу различных материалов возможно осуществлять на высоте до 50 метров.

Большие модели

К наиболее мощным зарубежным моделям роторного оборудования относятся экскаваторы на гусеничном ходу от известных европейских марок. К примеру, производительность германских машин SRS-6300 и SchRs-6340 превышает 230000 м3 в сутки. Последняя из перечисленных моделей оснащена 70-метровой стрелой, которая дает возможность осуществлять отработку уступов более 50 метров в высоту и 16 метров в глубину. Расчетной производительностью данного колесного роторного оборудования является 19100 м3, а 4 двигателя привода обладают мощностью 3365 кВт.

Роторный экскаватор SRS-6300

Самым большим роторным экскаватором российского производства считается ЭРШРД-5250, с помощью которого осуществляют добычу бурого угля.

Роторный экскаватор ЭРШРД-5250

Машина оснащена двумя десятками ковшей, позволяющими вырабатывать свыше 5200 м3 угля за час. Высота агрегата – более 50 метров, что эквивалентно 17-этажному жилому дому.

Масса этого многоковшового экскаватора (оборудован 22 ковшами) – около четырех тысяч тонн, что позволяет заполнить вагон грузоподъемностью свыше 80 тонн менее, чем за одну минуту. Роторы этой машины вращаются благодаря двум электрическим приводам мощностью 1000 кВт каждый.

Сфера применения

Подобная строительная техника активно задействована в добыче и разработке полезных ископаемых. Благодаря особенностям конструкции ковша, который работает непрерывно и позволяет зачерпывать руду и различные породы, с помощью роторных экскаваторов можно осуществлять следующие виды деятельности:

Основное рабочее оборудование роторного оборудования

  • извлекать целые пласты горных пород;
  • удалять ненужные части извлеченных пород в специальные отвалы;
  • рыть канавы и траншейные ямы;
  • отгружать и транспортировать извлеченные ископаемые.

Роторные экскаваторы обладают высоким КПД, что значительно сокращает расходы на разработку грунта и многие другие виды работ. Подобное оборудование отличается меньшим опорожнением ковша, что в свою очередь способствует увеличению производительности и снижению затрат. Оборудование непрерывного действия на сегодняшний день широко используется на площадках по добыче различных ископаемых нерудного типа, а также для селективной выемки разносортных пропластков и маломощных пластов.

Экскаваторы роторного типа способны работать практически при любых температурных условиях. В случае пород средней и низкой крепости использование роторных экскаваторов может осуществляться без необходимости проводить предварительные буровзрывные работы, что позволяет сэкономить время и значительно повысить КПД. Современное роторное оборудование способно за два-три дня выполнить добычу в таких внушительных объемах, на выработку которых с помощью прочей спецтехники может уйти несколько месяцев.

Видео по теме: Механик роторного экскаватора


specnavigator.ru

9. Роторный траншейный экскаватор. Принцип работы.

Экскаваторы траншейные роторные (ЭТР) предназначены для разработки траншей прямоугольного или трапецеидального профиля в однородных талых грунтах I—IV категорий, не содержащих крупные каменистые включения, а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания верхнего слоя до 1,1—1,5 м.

Роторный траншейный экскаватор состоит из гусеничного тягача, обеспечивающего поступательное движение (подачу) машины, и навесного или полуприцепного рабочего органа для рытья траншей и отброса грунта, шарнирно соединенных между собой в вертикальной плоскости. Гусеничные тягачи ЭТР выполняют на базе переоборудованных серийных гусеничных тракторов, у которых уширен и удлинен гусеничный ход, в трансмиссию включен ходоуменьшитель для получения рабочих скоростей передвижения машины, имеются дополнительная рама для монтажа рабочего оборудования и механизмы для подъема и привода рабочего органа. Рабочий орган ЭТР представляет собой жесткий ковшовый ротор (с числом ковшей 10—16), внутри которого помещен поперечный ленточный конвейер. При поступательном движении гусеничного тягача укрепленные на вращающемся роторе ковши с зубьями непрерывно разрабатывают траншею, поднимают разрыхленный грунт на поверхность и высыпают его на ленту поперечного отвального конвейера, отбрасывающего грунт в сторону параллельно траншее в отвал. Глубина отрываемой траншеи регулируется гидравлическим механизмом подъема-опускания рабочего органа. Для рытья траншей с различными параметрами на один и тот же базовый тягач могут навешиваться сменные рабочие органы с различными шириной, диаметром и числом ковшей ротора.

Усилие копания грунта складывается из окружного (касательного) усилия на роторе, создаваемого его приводом, и усилия продольной подачи ротора, создаваемого при движении тягача. Скорость движения тягача и частота вращения ротора определяют толщину срезаемой ковшами стружки и степень их наполнения. Размеры траншеи определяются шириной ковшей и степенью заглубления в грунт ротора, подвешенного на тягах подъемного механизма.

10.Конструкция режущего инструмента. Назначение, принцип действия

Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов в значительной степени определяют их производительность, надежность и долговечность.

Первым моделям отечественных экскаваторов была присуща расстановка рабочего инструмента по схеме /, называемой шах­матной расстановкой. При этом в забое одновременно находится большое число зубьев, в результате чего доля общего окружного усилия на роторе, приходящегося на зуб, незначительна и не позво­ляет ему разрабатывать плотные грунты. При разработке тран­шеи таким ротором каждый зуб срезает тонкую стружку, и при ее отделении преобладают деформации лобового сжатия и смятия грунта со значительными потерями мощности на трение контакти­рующей поверхности зубьев с забоем, поэтому такой способ раз­работки грунта является наиболее энергоемким.

Схеме 2, называется сту­пенчато-шахматной расстановкой. Согласно этой схеме, ковши на роторе разделяются на.две или три группы (в зависимости от диаметра ротора), причем в пределах каждой из них зубья на ковшах устанавливаются в определенном порядке, одинаковом с другой группой. При этом вся ширина забоя траншеи распре­деляется между зубьями каждой группы таким образом, что каж­дый зуб разрабатывает определенный, предназначенный только ему участок ширины забоя. В настоящее время рабочими органами такого типа оснащены все отечественные роторные траншейные экскаваторы, разраба­тывающие грунты I—IV категорий. Однако разработка более прочных грунтов (например, мерзлых) ротором с расстановкой зубьев по схеме 2 все же затруднительна. Для этой цели приме-

няется сменный ротор, предназначенный для разрушения проч­ных и мерзлых грунтов методом «крупного скола», иллюстрируе­мый схемой 3. По этой схеме расстановка зубьев на ковшах ро­тора осуществляется в ступенчато-шахматном порядке с той лишь разницей, что ковши на роторе составляют только одну группу и в каждой линии реза (ряду) работает только один зуб, срезаю­щий стружку большого сечения.

Доведение общего числа зубьев на роторе и в забое до ми­нимально возможного обусловливает снижение потерь на трение и снятие грунта, повышает долю общего усилия, приходящегося на зуб, и обеспечивает таким образом эффективную работу экска­ваторов в тяжелых грунтовых условиях при полной глубине про­мерзания в траншее.

Применявшийся прежде зуб представлял собой изогнутую пластину из пружинной стали марки 60С2, расширенную в ра­бочей части и крепящуюся к ковшу двумя болтами. При этом замена изношенного зуба была затруднительна ввиду деформации и коррозии болтового соединения. Для предотвращения выпадения зуба при транспортном ходе экскаватора в отверстия на ковше его хвостовой части встав­ляется шплинт.

Эффективность работы роторного траншейного экскаватора зависит от геометрии режущего инструмента. Геометрия зуба-резца определяется углами, образованными его профильными плоскостями с линией реза, а также его шириной и вылетом. Ли­ния реза является касательной к траектории движения инстру­мента. Угол резания для зубьев роторного траншейного экскаватора выбирается в пределах 6 = 40-5-45°, а задний угол а=8ч-15°. Прочность зуба определяется углом заострения р, шириной ре­жущей кромки b и вылетом зуба. Увеличение вылета приводит к нарастанию изгибающего момента на зубе, а уменьшение — к возможности разработки грунта кромкой ковша. Распределение напряжений на режущей кромке зубьев опре­деляет характер износа их в плане.

studfiles.net

4. Рабочие процессы и принципы применения экскаваторов

4.1. Назначение, общее устройство и классификация

ЭКСКАВАТОРОВ

Одноковшовый экскаватор является основной землеройной маши­ной в строительстве. Этими машинами выполняется около половины объемов земляных работ. Их используют при строительстве промыш­ленных и гражданских зданий и сооружений, автомобильных и желез­ных дорог, аэродромов, гидротехнических систем и нефтепроводов, в карьерах при добыче строительных материалов и других полезных ис­копаемых. С их помощью отрывают котлованы, траншеи, каналы, а также разрабатывают выемки и насыпи и отделывают откосы и стенки.

Одноковшовые экскаваторы могут успешно работать в грунтах различной прочности. При разработке грунтов I...IV категорий они не нуждаются в предварительном рыхлении забоя. И только при рабо­те в тяжелых мерзлых и скальных грунтах требуется проводить пред­варительное рыхление забоя взрывом или с помощью рыхлителей.

Одноковшовыми экскаваторами можно разрабатывать грунт как выше, так и ниже уровня площадки их установки. Они могут работать в стесненных условиях и разрабатывать грунт под водой, выгружая его в транспортные средства или в отвал.

Для эффективного выполнения разнообразных земляных и других работ в строительстве экскаватор может быть снабжен несколькими видами сменного рабочего оборудования. Это послужило основанием называть их универсальными.

Одноковшовый экскаватор в большинстве случаев состоит из хо­дового устройства и поворотной части, связанных между собой опор­но-поворотным устройством. Поворотная часть выполнена в виде ра-

мы. На ней установлено рабочее оборудование - стрела и привод, который с помощью силовой установки и трансмиссии приводит в дви­жение рабочее оборудование и ходовое устройство. В передней части на раме размещена кабина с органами управления машиной.

Одноковшовые экскаваторы делятся на гидравлические и канатные.

У гидравлического экскаватора рабочее оборудование выполнено из шарнирно связанных элементов, которые могут поворачиваться как один относительно другого, так и относительно поворотной платфор­мы в вертикальной плоскости. Передача энергии от силовой установ­ки к элементам рабочего оборудования осуществляется посредством жидкости, перемещающейся по трубопроводам. Конечные звенья приво­да в этом случае обычно представляют собой гидроцилиндры с порш­нями и штоками. Исполнение привода в таком виде позволяет упрос­тить трансмиссию, благоприятно скомпоновать оборудование на плат­форме, обеспечить регулирование скоростей в широком диапазоне, надежно защитить от перегрузок, увеличить эффективность использо­вания мощности двигателя, автоматизировать управление и расширить технические возможности экскаваторов, применяя большое количество видов сменного рабочего оборудования.

Все эти положительные свойства, получающиеся при применении гидропривода, открывают возможности для создания экскаваторов ма­лых размеров и массы при высоких усилиях на режущей кромке их ра­бочего органа и большой производительности. Однако изготовление элементов 'и гидроагрегатов привода требует применения высокоточ­ного станочного оборудования и специальных измерительных и других приспособлений. Это обусловливает более высокую стоимость машин с таким приводом.'

В канатных экскаваторах энергия от силовой установки - дви­гателя к элементам рабочего оборудования передается посредством механических передач. Конечные звенья их выполнены в основном в виде канатов. Механические передачи требуют разветвленной кинема­тической связи между элементами передач и значительного места для их размещения на платформе. В связи с этим по сравнению с гидрав­лическими экскаваторами при равной вместимости ковша машина полу­чается большего размера и массы. Однако элементы привода и орга­нов управления просты в изготовлении, что определяет более низкую стоимость канатных экскаваторов.

К существенным достоинствам канатных экскаваторов по сравне­нию с гидравлическими можно отнести также возможность их работы при оборудовании прямой лопаты в более высоком, без образования навеса, забое и использование их с оборудованием драглайна, кото­рое получило широкое применение в строительстве и при добыче по­лезных ископаемых.

Одноковшовые экскаваторы являются землеройными машинами цик­личного действия. Основная часть из них относится к универсальным машинам. Их можно оснащать оборудованием для разработки грунта, подъема грузов, забивки свай и производства других работ. Незна­чительное число их работает с каким-либо одним видом оборудова­ния. В основном это бывает на машинах большой мощности.

По назначению одноковшовые экскаваторы бывают:

строительные и строительно-карьерные, имеющие обычно ковш вместимостью 0,015...10 м3 и массу 0,25...250 т;

карьерные с ковшом вместимостью 2...20 м3 и массой 40...900т;

вскрышные с ковшом вместимостью 4... 160 м3 и массой 170... 13000 т, предназначенные для добычи полезных ископаемых в горной промышленности и выполнения земляных работ больших объ­емов, например, в гидротехническом строительстве;

туннельные и шахтные с уменьшенными размерами рабочего обо­рудования, с ковшами вместимостью 0,5...1 м3 и массой 15...30 т, предназначенные для подземных работ.

По числу установленных двигателей экскаваторы бывают одно- и многодвигательными. В первом случае энергия от одного двигателя передается к элементам рабочего оборудования и механизмам через несколько разветвляющихся трансмиссий. Во втором случае элементы рабочего оборудования и механизмы приводятся от нескольких двига­телей. Причем, если каждое рабочее движение элементов оборудова­ния или механизмов осуществляется от отдельного двигателя, то экскаватор называют экскаватором с индивидуальным приводом, а ес­ли каждый из двигателей машины приводит в движение несколько ее основных механизмов - экскаватором с групповым приводом.

По типу привода различают экскаваторы с гидравлическим, ме­ханическим, гидромеханическим, электрическим и смешанным привода­ми. Название привода обычно соответствует типу примененной пере­дачи.

По степени подвижности поворотной части экскаваторы делятся на полноповоротные, когда поворотная платформа относительно ходо­вого оборудования может вращаться на 360°, и неполноповоротные.

По типу механизма передвижения экскаваторы разделяют на- гу­сеничные, пневмоколесные, шагающие, на специальном шасси, на базе тракторов, автомобилей и плавучие. К экскаваторам на специальном шасси относят машины, имеющие колесный движитель автомобильного типа.

По типу подвески рабочего оборудования различают экскаваторы с жесткой (гидравлические) и гибкой (канатные) подвеской.

По видам рабочего оборудования на строительных экскаваторах применяют рабочее оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн, планировочное, погрузочное, грейферное, крановое, копер

и др. Помимо этого при каждом виде оборудования экскаваторы можно различать еще и в зависимости от формы или назначения рабочего органа или приспособления. Например, в зависимости от назначения и формы ковша их называют экскаватор с зачистным, профильным и т.п. ковшом. Строительные экскаваторы могут быть снабжены рабочим оборудованием и рабочими органами до 30...35 видов.

Экскаватором непрерывного действия называют машину, непре­рывно разрабатывающую грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Рабочий орган машины может быть оборудован несколькими ковшами, скребками и резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе - роторе или на замкнутой цепи, располагая на оди­наковом расстоянии один от другого.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений: относительного - многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их элементов вместе с рабочим органом по замкнутой траектории относительно несущей рамы и переносного - перемещения рамы вместе с рабочим органом, называемого также подачей. При этом, в отличие от одноковшового экскаватора, все операции рабо­чего процесса которого выполняются последовательно при обязатель­ном участии ковша, у экскаватора непрерывного действия те же опе­рации совмещены во времени и функционально разделены между ковша­ми и транспортирующим устройством.

Как и в одноковшовых экскаваторах, каждый ковш экскаватора непрерывного действия работает в цикличном режиме, последователь­но выполняя операции отделения грунта от массива и выноса его из зоны забоя. Одноименные операции и их характерные этапы для всех смежных ковшей равномерно смещены во времени. В любой фиксирован­ный момент времени одни ковши отсыпают грунт на транспортирующее устройство, другие находятся на пути к месту отсыпки, третьи,

располагаясь на разных участках забоя, заполняются отделяемым от массива грунтом, четвертые занимают положения возврата в забой, находясь на различных расстояниях от его начала и т.д. В целом многоковшовый рабочий орган одновременно выполняет все перечис­ленные операции.

Транспортирующее устройство, чаще в виде ленточного конвейе­ра, принимая от ковшей порции грунта (ссыпки), перемещает и отсы­пает его непрерывным потоком в отвал или перегружает на другие транспортирующие или транспортные устройства.

Однотипность рабочих движений экскаватора непрерывного дейс­твия предопределяет определенную автоматизацию рабочего процесса и, как следствие, облегчение управления.

Важным преимуществом этих экскаваторов перед одноковшовыми является также более полное использование во времени установлен­ной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях более высокая техническая производительность. Из­вестно, что наибольшая мощность затрачивается одноковшовым экска­ватором в конце копания. При поворотных движениях на выгрузку и возврат в забой установленная мощность используется не полностью.

Наиболее целесообразно применять экскаваторы непрерывного действия на массовых земляных работах в однородных грунтах. -В то же время для широкого внедрения этих машин в строительную практи­ку следует решить задачу повышения их надежности.

Экскаваторы непрерывного действия классифицируют по назначе­нию, типу рабочего органа, способу копания, типу привода и типу ходового устройства.

По назначению или виду выполняемых работ различают экскава­торы для рытья и засыпки выемок большой протяженности по сравне­нию с размерами поперечного сечения (траншей), карьерные для до­бычи строительных материалов в карьерах и карьерно-строительные,

используемые для тех же целей, а также для выполнения массовых земляных работ в строительстве.

В группе траншейных экскаваторов выделяют машины собственно для рытья траншей и траншеезасыпатели для разработки грунта в уложенном вдоль траншеи бруствере и засыпки им траншеи после ук­ладки в нее коммуникаций.

В отличие от упомянутых машин, непрерывно перемещающихся в одном направлении по мере рытья или засыпки траншеи, карьерные экскаваторы длительное время работают в ограниченной рабочей зо­не, чем предопределяются особенности их энергоснабжения, конс­труктивного решения ходовых устройств и др.

Карьерно-строительные роторные экскаваторы непрерывного действия предназначены для выполнения однотипных земляных работ как в карьерах, так и на строительных площадках. Их конструкция должна обеспечивать автономное передвижение экскаватора при смене объекта.

По типу рабочего органа различают роторные и цепные экскава­торы. У роторных экскаваторов ковши закреплены на рабочем колесе - роторе, вращающемся на раме, а у цепных - на бесконечной цепи, перемещающейся по направляющим роликам ковшовой рамы. Для разра­ботки узких траншей ковши могут быть заменены скребками.

По способу копания различают экскаваторы продольного и попе­речного копания. По первой схеме выполнены траншейные экскавато­ры, вектор переносного движения у которых находится в плоскости относительного движения ковшей. У карьерных и карьерно-строитель-ных экскаваторов, выполненных по второй схеме, этот вектор сос­тавляет с плоскостью относительного движения ковшей прямой или близкий к нему угол. Переносное движение у этих экскаваторов обеспечивается вращением поворотной платформы с установленной на ней стрелой, на конце которой вращается ротор, или, как и у экс­каваторов продольного копания, передвижением всей машины.

Тип привода экскаватора непрерывного действия определяется прежде всего его назначением, требованиями к рабочим движениям, обеспечиваемым отдельными исполнительными механизмами, удален­ностью последних от источника энергии, а также типом базовой ма­шины. Карьерные цепные экскаваторы поперечного копания, работаю­щие в ограниченной зоне, питаются электроэнергией от внешнего ис­точника, а их исполнительные механизмы имеют индивидуальный электрический привод. Принципиально такая схема пригодна и для роторных строительных экскаваторов. Однако с целью обеспечения автономности для выполнения работ по назначению строительно-карь­ерных экскаваторов их оборудуют дизель-генераторной или ди­зель-гидравлической энергосиловой установкой с сохранением, как и в первом случае, индивидуального электрического или гидравличес­кого привода исполнительных механизмов.

На всех экскаваторах продольного копания в качестве первич­ного двигателя применен дизель с механической, электрической или комбинированной трансмиссиями. Для привода ходовых устройств все чаще применяют гидравлический привод, обеспечивающий бесступенча­тое регулирование скоростей передачи. Рабочий орган обычно приво­дится через механическую подачу, известен также его электрический привод. Для привода транспортирующего устройства применяют все перечисленные приводы.

По типу ходовых устройств экскаваторы непрерывного действия делятся на гусеничные (большая часть экскаваторов продольного ко­пания, строительные роторные экскаваторы), пневмоколесные (малые модели экскаваторов продольного копания на базе пневмоколесных тракторов) и рельсоколесные (цепные экскаваторы поперечного копа­ния) для работы в ограниченной зоне.

studfiles.net

Принцип работы экскаватора

Принцип работы экскаватора

 
Большинство роющих землю машин делают это по сходным технологиям. Так, черпание ковшом грунта происходит как результат суммирования вертикальной силы тяги, действующей на ковш. Такое приложение обеспечивается цепью или канатом из проволоки, которые и поднимают рабочий орган. Экскаватор, часто называемый механической лопатой, используется в соответствии с емкостью рабочего органа. В ковш многофункционального одноковшного экскаватора помещается 0,2 — 2 м3. Экскаватор, работающий на карьерных выработках и на выемке минерального сырья, использует ковш в 2-5 кубометров. Самый большой рабочий орган имеет экскаватор, работающий на вскрытии грунтов, закрывающих доступ к сырью. Своим ковшом он в состоянии зачерпнуть 8 — 90 м3. Двигается такой большой экскаватор, опираясь на гусеничное шасси, соответствующего весу и функциями машины. На шасси монтируется площадка, на которой размещены механизмы для управления стрелой, моторы, обеспечивающие экскаватор энергией. Кроме того, к такой площадке крепятся шарниры, служащие опорой для стрелы. Ее верхняя часть во время работы поддерживается подвесом из стального каната. Конструкция подвеса опирается на треугольные прочные рамы. Экскаватор, опираясь на эту конструкцию, может наряду с обычным ковшом, работать драглайновым или грейферным. Кроме того, конструкция со стрелой позволяет в некоторых случаях заниматься подъемом грузов. Экскаватор, называемый драглайн, отличаясь от механической лопаты, вынимает землю ниже уровня его установки. Поднятый вверх с помощью каната массивный ковш отпускается и под действием своего веса вонзается в поверхность, проникая в измельченную взрывным воздействием породу. Затем во время его подтягивания отдельным канатом, происходит зачерпывание. У драглайна достаточно большие габариты, что дает ковшу возможность проникнуть в грунт и обеспечить необходимые расстояния для его высыпания.

Запись опубликована автором root в рубрике Статьи.

savto96.ru