Леонид Малютин

Траншейные экскаваторы одновременно ведут резку грунта, его выемку из траншеи и уборку. Подобные машины изготавливаются и для малых объемов работ, таких как неглубокая прокладка коммуникаций, и для крупных – прокладка трубопроводов большого диаметра глубоко под землей. Преимущество в работе специализированных траншейных экскаваторов заключается в быстрой, чистой и стабильной прокладке траншеи, высоком качестве, снижении трудовых затрат, возможности повторного использования вынутого грунта для засыпки траншеи и общей экономической эффективности.

Для выполнения работ различного характера и объема для разных типов грунтов разработаны рабочие органы четырех основных типов: цепные; роторные; дисковые; плужные.

Достоинства специализированной машины становятся более наглядными в сравнении с другими методами прокладки траншеи. Так, одноковшовые экскаваторы не дают четкой, ровной и одинаковой глубины, а комки вынутого грунта порой нельзя использовать для обратной засыпки. Производительность одноковшовых экскаваторов намного ниже из-за дискретности рабочего процесса (набор грунта в ковш, выемка грунта из траншеи, освобождение грунта из ковша, возврат ковша в траншею, перестановка экскаватора) траншейный же экскаватор выполняет выемку грунта непрерывно, передвигаясь самостоятельно со скоростью, задаваемой рабочим органом.

Траншейный экскаватор способен работать в тяжелых условиях и, практически, по всем видам грунтов без привлечения дополнительных машин: по мерзлым грунтам, илу, глине, известняку, ракушечнику, большинству скальных пород, бетону и асфальтобетону. Струйная очистка траншеи вызывает появление неровностей дна траншеи, что влечет за собой увеличение трудовых затрат в последующих работах. Грунт после струйной очистки зачастую невозможно использовать для обратной засыпки.

Применение траншейных экскаваторов наиболее эффективно для прокладки коммуникаций вдоль дорог, в сельской местности, т.е. там, где необходимо вырезать длинные траншеи в жесткие сроки, и где нет опасности повреждения существующих коммуникаций. В условиях плотной инфраструктуры городов более применимы как траншейные технологии с применением одноковшовых экскаваторов, так и бестраншейные технологии с применением установок направленного горизонтального бурения.

Производство траншейных экскаваторов началось уже достаточно давно и сегодня строителям предлагается широкий выбор машин самых разных типоразмеров, как специализированных, так и в качестве сменного оборудования для универсальных машин. Основными потребителями являются строители магистральных газо- и нефтепроводов и линий связи.

На российском рынке представлена продукция отечественных заводов, а также ряда западных машиностроительных компаний.

Траншейные экскаваторы или, как их еще именуют, баровые машины, традиционно выпускаются несколькими российскими заводами. Рабочий орган имеет несколько названий: цепной, траншейный экскаватор, траншеекопатель, баровый агрегат, грунторез. В целом модельный ряд не нов и однообразен. Все агрегаты генетически происходят от ЭТЦ-165 и навешиваются на колесный или гусеничный трактор. По типоразмеру они занимают среднее положение. Ни компактных машин, способных работать в стесненных условиях, ни мощных, тяжелых машин отечественная индустрия пока не предлагает. Для нужд инженерных войск производятся роторные траншеекопатели на базе артиллерийских тягачей, но экономическая эффективность боевых машин в гражданском строительстве представляется более чем сомнительной.

Привод цепных траншеекопателей – механический. Мощность отбирается от коробки передач. Для синхронизации движения рабочего органа и трактора устанавливается гидроходоуменьшитель. Подъем и опускание стрелы агрегата осуществляется гидроцилиндром. Гидравлическая жидкость подается отдельным шестеренным насосом из общей рабочей гидросистемы.

ОАО «Копейский машиностроительный завод» (Челябинская обл.) специализируется на производстве горно-шахтного оборудования для угольной и калийной промышленности. Выпускаемые заводом цепи «Урал-33» для проходческих комбайнов очень хорошо подошли и к баровым машинам для работы по мерзлым грунтам. На заводе организовано производство двух моделей агрегатов для МТЗ-82 и Т-170, отличающихся длиной бара и весом, а также соответствующих запасных частей к ним. Комплект поставки агрегата под трактор Т-170 включает гидроходоуменьшитель. Для МТЗ его можно приобрести как дополнительное оборудование, так как он не входит в стандартную поставку. Очевидно, предполагается, что с его функциями прекрасно справляется механизатор. Конструкция агрегата и технология навешивания его на трактор довольно проста и может быть выполнена самим покупателем. Как запасные части поставляются наиболее изнашиваемые детали – цепи, резцы и звездочки. Цепи изготавливаются трех типов: одинарные шириной 140 мм, сдвоенные шириной 280 и 410 мм. Резцы – основной расходный материал. Ими с карбидным напылением комплектуется горно-шахтное оборудование, баровые агрегаты, дорожные фрезы, которые, кстати, Копейский завод тоже выпускает. Резцы прикрепляются к цепям по определенной схеме для равномерного распределения нагрузок и равномерного же износа. Летних цепей и деталей к ним завод не выпускает.

ОАО «Михневский ремонтно-механический завод» производит восемь моделей цепных, траншейных экскаваторов на базе Т-170, ДТ-75, МТЗ-82, Т-158ОК, Т-151, ЮМЗ-6. Машины могут комплектоваться как зимними цепями «Урал-33» шириной 140 мм, так и летними шириной 210, 270 и 410 мм. Конструкторское бюро вносит изменения в конструкцию агрегата. Так, для улучшения эксплуатационных качеств посадочный диаметр ведущей звездочки увеличен на 2 мм. Создаются новые модели, например, двухбаровый агрегат. Такими действиями производитель стремится привязать потребителя к себе, повысив его издержки при смене поставщика. Михневский РМЗ выделяется активной маркетинговой деятельностью среди отечественных конкурентов, что дает возможность сохранить клиентуру и загрузить производство.

Среди базовых машин отдается предпочтение МТЗ. По сравнению с липецкими эти тракторы мощнее и надежнее. Еще имеется такая особенность конструкции: в любой стандартный минский трактор можно установить гидроходоуменьшитель, а липецкий с таким устройством нужно заказывать уже собранным в заводских условиях.

ОАО «Навлинский завод «Промсвязь» ориентируется на традиционный рынок сбыта своей продукции – связистов. Заводское КБ разработало собственную цепь шириной 200 мм и соответствующие зубки для нее. По особой просьбе заказчика завод может изготовить баровый агрегат под цепь «Урал-33». Основной базовый трактор – МТЗ-82.

ДГУП «Дмитровский экскаваторный завод» ведет активные конструкторские работы. Разработано несколько видов зимних и летних цепей, отличающихся по ширине и длине звена, а также зубков. Дмитровцы признают, что «Урал-33» наиболее подходит для разработки трудных крупнообломочных несцементированных грунтов и асфальтобетонного покрытия, а для работ с рыхлыми песчаными грунтами отдают предпочтение цепям собственной разработки. Они готовы предоставить потребителю агрегат как с собственными цепями, так и с «Урал-33». Основной базовый трактор также МТЗ-82, для него разработаны две модели, одна – под цепи шириной 200 и 400 мм, вторая – под цепи шириной 140 и 200 мм. Есть агрегат для колесного тягача КЗКТ-538, способного рыть траншею шириной 600 – 1 100 мм и глубиной до 1,5 м.

Роторные экскаваторы выпускает ООО «Радицкий машиностроительный завод», расположенный в Брянске. В производстве две модели на базе гусеничного трактора Т-170, отличающихся шириной отрываемой траншеи и габаритами дополнительного оборудования – конвейеров. Машины имеют внушительные габариты (11 500х 3 200х440 мм) и вес (32 т). Основные потребители роторных экскаваторов – газовики и нефтяники. Такие экскаваторы демонстрируют хорошую производительность в сибирских грунтах, богатых мелкими абразивными частицами.

Среди ведущих мировых производителей наиболее широкая номенклатура траншейных экскаваторов у американской Vermeer Manufacturing Company. Модельный ряд Vermeer представлен специализированными машинами на колесном и гусеничном ходу, оборудованными цепными, плужными или дисковыми рабочими органами. Роторных экскаваторов Vermeer не производит. Модельный ряд начинается с машин весом 330 кг и заканчивается 82 т. Они способны прокладывать траншеи шириной от 8,9 до 142 см и глубиной до 6,4 м. Вся техника стандартно оборудуется микропроцессорной системой TEC-2000(r), синхронизирующей скорости рабочего органа и машины. Дополнительно может быть установлена лазерная система контроля глубины траншеи. Привод на ведущие колеса и рабочие органы – гидравлический. Машины комплектуют дизельными двигателями Deutz, Cummins, John Deere и Caterpillar.

Гусеничные машины Vermeer представлены 12 специализированными моделями весом от 8,2 до 82 т с шириной рабочего органа от 20 до 142 см. Младшая модель способна прорезать траншеи глубиной 1,8 м, старшая – Т1555 – до 6,4 м. Гусеничные траншеекопатели предназначены для выполнения очень больших объемов работ в тяжелых условиях. Кроме самых тяжелых базовые машины имеют стандартно или дополнительно механизм балансировки гусениц, что позволяет нарезать вертикальные траншеи на косогорах. Сложные условия работы в тяжелых грунтах потребовали разработки довольно изощренной технологии прокладки траншеи, начинающейся с выбора машины, режима работы, количества, размера и схемы размещения резцов, схемы размещения и формы накладок, ширины карбидного напыления на резцах и прочих нюансах. Гусеничные машины Vermeer наиболее хороши в скальных грунтах. В абразивных песчаных грунтах машины подвергаются более сильному износу и менее эффективны, чем роторные экскаваторы.

Колесные машины (вес от 1,8 до 3,8 т) насчитывают восемь универсальных моделей для прокладки коммуникаций в достаточно легких грунтах, на которые в качестве основных рабочих органов могут быть установлены траншеекопатель, кабельный плуг, комбинированный траншеекопатель и кабельный плуг, дисковая пила. В качестве дополнительного оборудования предлагается одноковшовый экскаватор, бульдозерный отвал, кабельная катушка, т.е. машина может быть использована для выполнения комплекса работ.
Для вырезания траншей в слое бетона или асфальтобетона, например, вдоль бордюра дорог, имеются специальные машины, оборудованные дисковыми пилами. В арсенале Vermeer есть также три специализированные машины с плужным рабочим органом для прокладки магистральных линий связи на глубину до 119 см. Фирма также предлагает компактные машины для прокладки коммуникаций в стесненных условиях на небольшую глубину.

Модельный ряд траншейных машин, продаваемых Case Corporation, значительно уже, чем у Vermeer: всего семь моделей колесных траншеекопателей, начиная от ручной модели 60 весом 327 кг и заканчивая моделью 960 весом 5 761 кг. Машины Case могут оснащаться различными рабочими органами. Как в качестве основного, так и дополнительного оборудования применяются траншеекопатель, дисковая пила, кабельный плуг с катушкой, одноковшовый экскаватор, бульдозерный отвал и даже маленькая установка направленного горизонтального бурения. Рабочие органы приводятся в действие гидроприводом. Базовые машины имеют рулевое управление на четыре колеса, планетарные мосты.

Caterpillar может предложить потребителю выбор из трех моделей траншеекопателей, разработанных в качестве навесного оборудования для универсальных погрузчиков, способных нарезать прямые, узкие (152 – 305 мм), неглубокие траншеи (до 1 524 мм) для прокладки кабелей и трубопроводов. Caterpillar позиционирует свое оборудование как предназначенное для работы в жилищном, коммерческом, сельскохозяйственном строительстве, для ухода за газонами и полями для гольфа.

Привод цепи гидравлический, угол наклона стрелы от 45 до 65°. Вырабатываемый грунт перемещается шнеком на одну сторону траншеи, что облегчает ее последующую засыпку. При необходимости механизатор может переместить стрелу агрегата в поперечном направлении по направляющей. Caterpillar применяет такой механизм и на других машинах, например, на экскаваторах-погрузчиках на базе колесного трактора.

В стандартной комплектации траншеекопатель оснащается стальными резцами с карбидным напылением, пригодными для работы по большинству видов грунтов. Для работы со скальными грунтами дополнительно предлагаются более прочные резцы.

Таким образом, российские строители имеют довольно широкий выбор между разнообразными, высококачественными, но дорогими зарубежными образцами, и ограниченной номенклатурой не очень надежных, но доступных по цене и таких привычных отечественных машин. Дальнейшее развитие отечественной конструкторской мысли могло бы развиваться в следующих направлениях:

– разработка базовых машин: мощных и маневренных, способных работать в стесненных условиях;

– разработка гидравлического привода рабочих органов взамен механического;

– расширение модельного ряда цепных экскаваторов. Как уже отмечалось, производятся машины средних типоразмеров, и совершенно нет ни компактных, ни тяжелых машин;

– совершенствование роторных экскаваторов, которые имеют преимущество в глазах основных покупателей – нефтяников и газовиков, что необходимо использовать на 100%;

– разработка дисковых пил, доказавших свою эффективность при прокладке коммуникаций под слоем бетона и асфальтобетона. Распространение этой технологии в нашей стране пока тормозится недостатком нормативно-технической документации по их использованию в строительстве.

os1.ru

Роторные траншейные экскаваторы

Было:

одноковшовые строительные экскаваторы. Классификация. Экскаваторы с рабочим оборудованием: крановым, грейферным, прямой и обратной лопаты; драглайна. Экскаваторы с гидравлическим приводом. Гидравлические и гидропневматических молоты. Неполноповоротные гидравлические универсальные экскаваторы. Малогабаритные мини- и микроэкскаваторы. Экскаваторы-планировщики.

ЭКСКАВАТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Экскаваторами непрерывного действия называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Рабочий орган экскаватора непрерывного действия оборудован несколькими ковшами, скребками или резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе — роторе или замкнутой цепи, располагая с определенным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений:

относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траектории относительно несущей рамы и переносного — перемещением рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который грунт поступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматизацию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и характеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его работой и оперативному ручному управлению в экстремальных ситуациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т.п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскаваторами, управление рабочим процессом которых требует постоянного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одноковшовыми является более полное использование во времени установленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая производительность.

Классифицируют экскаваторы непрерывного действия (рис.138) по следующим признакам.

карьерные – для добычи строительных материалов в карьерах;

строительно-карьерные – для массовых земляных работ в строительстве.

По типу рабочего органа: роторные и цепные.

По способу копания: продольного, когда относительное и переносное движение совершается в одной плоскости, и поперечного копания — в противном случае.

Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др.).

Траншейными экскаваторами называют землеройные машины непрерывного действия с рабочим органом продольного копания, применяемые для рытья траншей – выемок большой протяженности по сравнению с размерами их поперечных сечений.

В зависимости от типа рабочего органа различают роторные и цепные траншейные экскаваторы. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламентированы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т. п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цепные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практической глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6 м.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонтно-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экскаватор наиболее полно реализует свои технологические возможности при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля одноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи, входящая в его индекс. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м; ЭТЦ-165 – экскаватор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6 м. Основными параметрами служат масса экскаватора и мощность двигателя.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудования, соединенных между собой по полуприцепной (большинство роторных экскаваторов) или навесной (малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскаваторы) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экскаваторов используют обычно гусеничные или колесные тракторы с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из тракторных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схему тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракторами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмаками этим достигается уменьшение давления на грунт (50…80 кПа), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экскаваторы.

Все операции рабочего процесса ротора выполняются при его непрерывном вращении в сочетании с поступательным движением тягача. При движении ковшей по забою снизу вверх они разрабатывают грунт и заполняются им. От просыпания грунта внутрь ротора предохраняет неподвижно установленная на рабочей раме обечайка 13 (рис.139,в) с верхним краем в начале зоны разгрузки. По достижении ковшами этой зоны грунт разгружается в открывшуюся внутреннюю полость ротора на отвальный конвейер 4, а далее последним – в бруствер с одной стороны траншеи (рис.139,г). Цепные днища ковшей, благодаря подвижности цепных звеньев от собственного веса, способствуют более полному опорожнению ковшей.

Для эффективной разработки грунта, зубья на ковшах устанавливают по схеме (рис.139,д), реализующей метод «крупного скола», заключающийся в том, что в пределах каждой из двух или трех одинаковых групп последовательно расположенных на роторе ковшей каждый зуб 21 перемещается по своей полосе, следуя за зубом предшествующей группы в той же полосе. Так, при двух групповой расстановке, реализуемой в конструкциях отечественных траншейных роторных экскаваторов, и при 14-ковшовом роторе по следу зубьев 1-го ковша перемещаются лишь зубья 8-го ковша, по следу 2-го — зубья 9-го ковша и т.д. По ширине передней кромки зубья расставлены примерно с одинаковым шагом. Для повышения износостойкости зубьев их передние грани упрочнены износостойкими наплавками или напайками из вольфрамокобальтовых пластин состава ВК15, по твердости соизмеримых с оксидом кремния, входящего в состав большинства грунтов.

Ножевые откосники 12 (рис.139,а) устанавливают с двух сторон ротора наклонно в продольном и поперечном направлениях, закрепляя их неподвижно на кронштейнах рамы. При движении экскаватора они отделяют грунт в зоне откосов от массива (рис.139,г), где он обрушивается вниз, захватывается ковшами и выносится на разгрузку вместе с грунтом, отделяемым от массива в лобовой части забоя.

Отвальные ленточные конвейеры имеют два конструктивных варианта: с цилиндрической поверхностью рабочей ветви конвейерной ленты – криволинейные, устанавливаемые на малых моделях экскаваторов, и двухсекционные (рис.139,г), составленные из двух прямых секций, из которых одна — горизонтальная — является приемной, а вторая – наклонная – отвальной. Последняя устанавливается под требуемым углом к приемной секции с помощью гидроцилиндра. Двухсекционные конвейеры устанавливают на средних и тяжелых экскаваторах. При переводе экскаватора в транспортное положение криволинейный конвейер устанавливают симметрично продольной оси экскаватора, а отвальную секцию двухсекционного конвейера откидывают вниз, уменьшая этим габаритную ширину рабочего оборудования. Скорость движения конвейерной ленты не превышает 5 м/с.

Установленный в задней части рабочей рамы зачистной щит 10 (рис.139,а) служит для профилирования дна траншеи путем срезания гребней, образованных смежными зубьями, и зачистки траншеи от осыпавшегося грунта из не полностью разгруженных возвращающихся в забой ковшей. Обычно его соединяют с задней опорой в виде сдвоенного колеса или лыжи. Для частичной разгрузки задней опоры при разработке тяжелых, включая мерзлые, грунтов тяжелые модели роторных траншейных экскаваторов дополнительно оборудуют лыжами 8, управляемыми гидроцилиндрами 7, или колесными опорами с каждой стороны рабочей рамы с опиранием их на бровки траншеи.

Для соединения рабочего оборудования с тягачом используют сцепное устройство в виде ползунов, перемещающихся по направляющим, установленным на тягаче, либо в виде плоского коленчато-рычажного механизма 15 с опорно-поворотным устройством 16 или без него. Для установки рабочего оборудования на требуемую глубину траншеи, а также для его перевода из рабочего I положения в транспортное II и наоборот используют гидравлические цилиндры 1 и 3. Опорно-поворотное устройство позволяет экскаватору работать на закруглениях без заклинивания ротора в траншее, а также при поворотных движениях экскаватора с полуприцепным рабочим оборудованием в транспортном положении.

Роторные траншейные экскаваторы оборудуют автономной дизельной силовой установкой 17. Для передачи движения исполнительным механизмам (ходовому устройству, ротору, отвальному конвейеру и вспомогательным устройствам для подъема рабочего оборудования и отвальной секции двухсекционного конвейера, установки дополнительных опор) применяют механические, гидромеханические и электрические трансмиссии. Для передвижения на транспортных скоростях обычно используют многоскоростную реверсивную коробку передач базового трактора, а для передвижения на рабочих скоростях к ней подключают ходоуменьшитель, работающий как понижающий редуктор. В гидромеханическом варианте ходовое устройство в рабочем режиме приводится в движение гидромотором, питаемым рабочей жидкостью от регулируемого насоса. Эта схема обеспечивает бесступенчатое регулирование скоростей в нескольких диапазонах при совместной работе коробки передач и ходоуменьшителя и позволяет выбирать рациональные скоростные режимы в зависимости от категории разрабатываемых грунтов.

Ротор приводится в движение через механическую трансмиссию на тягаче, две двухступенчатые цепные передачи 2 и две открытые зубчатые пары шестерня-зубчатый венец ротора с каждой стороны последнего. Движение отвальному конвейеру передается от приводного вала ротора через систему цепных передач. Применяется также индивидуальный привод ротора и отвального конвейера от электродвигателей, питаемых электроэнергией от приводимого дизелем генератора переменного тока. Для привода вспомогательных механизмов используют обычно объемный гидропривод с нерегулируемыми насосами.

studfiles.net

Роторные траншейные экскаваторы

Было:

одноковшовые строительные экскаваторы. Классификация. Экскаваторы с рабочим оборудованием: крановым, грейферным, прямой и обратной лопаты; драглайна. Экскаваторы с гидравлическим приводом. Гидравлические и гидропневматических молоты. Неполноповоротные гидравлические универсальные экскаваторы. Малогабаритные мини- и микроэкскаваторы. Экскаваторы-планировщики.

ЭКСКАВАТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Экскаваторами непрерывного действия называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Рабочий орган экскаватора непрерывного действия оборудован несколькими ковшами, скребками или резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе — роторе или замкнутой цепи, располагая с определенным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений:

относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траектории относительно несущей рамы и переносного — перемещением рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который грунт поступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматизацию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и характеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его работой и оперативному ручному управлению в экстремальных ситуациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т.п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскаваторами, управление рабочим процессом которых требует постоянного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одноковшовыми является более полное использование во времени установленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая производительность.

Классифицируют экскаваторы непрерывного действия (рис.138) по следующим признакам.

карьерные – для добычи строительных материалов в карьерах;

строительно-карьерные – для массовых земляных работ в строительстве.

По типу рабочего органа: роторные и цепные.

По способу копания: продольного, когда относительное и переносное движение совершается в одной плоскости, и поперечного копания — в противном случае.

Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др.).

Траншейными экскаваторами называют землеройные машины непрерывного действия с рабочим органом продольного копания, применяемые для рытья траншей – выемок большой протяженности по сравнению с размерами их поперечных сечений.

В зависимости от типа рабочего органа различают роторные и цепные траншейные экскаваторы. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламентированы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т. п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цепные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практической глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6 м.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонтно-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экскаватор наиболее полно реализует свои технологические возможности при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля одноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи, входящая в его индекс. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м; ЭТЦ-165 – экскаватор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6 м. Основными параметрами служат масса экскаватора и мощность двигателя.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудования, соединенных между собой по полуприцепной (большинство роторных экскаваторов) или навесной (малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскаваторы) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экскаваторов используют обычно гусеничные или колесные тракторы с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из тракторных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схему тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракторами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмаками этим достигается уменьшение давления на грунт (50…80 кПа), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экскаваторы.

Все операции рабочего процесса ротора выполняются при его непрерывном вращении в сочетании с поступательным движением тягача. При движении ковшей по забою снизу вверх они разрабатывают грунт и заполняются им. От просыпания грунта внутрь ротора предохраняет неподвижно установленная на рабочей раме обечайка 13 (рис.139,в) с верхним краем в начале зоны разгрузки. По достижении ковшами этой зоны грунт разгружается в открывшуюся внутреннюю полость ротора на отвальный конвейер 4, а далее последним – в бруствер с одной стороны траншеи (рис.139,г). Цепные днища ковшей, благодаря подвижности цепных звеньев от собственного веса, способствуют более полному опорожнению ковшей.

Для эффективной разработки грунта, зубья на ковшах устанавливают по схеме (рис.139,д), реализующей метод «крупного скола», заключающийся в том, что в пределах каждой из двух или трех одинаковых групп последовательно расположенных на роторе ковшей каждый зуб 21 перемещается по своей полосе, следуя за зубом предшествующей группы в той же полосе. Так, при двух групповой расстановке, реализуемой в конструкциях отечественных траншейных роторных экскаваторов, и при 14-ковшовом роторе по следу зубьев 1-го ковша перемещаются лишь зубья 8-го ковша, по следу 2-го — зубья 9-го ковша и т.д. По ширине передней кромки зубья расставлены примерно с одинаковым шагом. Для повышения износостойкости зубьев их передние грани упрочнены износостойкими наплавками или напайками из вольфрамокобальтовых пластин состава ВК15, по твердости соизмеримых с оксидом кремния, входящего в состав большинства грунтов.

Ножевые откосники 12 (рис.139,а) устанавливают с двух сторон ротора наклонно в продольном и поперечном направлениях, закрепляя их неподвижно на кронштейнах рамы. При движении экскаватора они отделяют грунт в зоне откосов от массива (рис.139,г), где он обрушивается вниз, захватывается ковшами и выносится на разгрузку вместе с грунтом, отделяемым от массива в лобовой части забоя.

Отвальные ленточные конвейеры имеют два конструктивных варианта: с цилиндрической поверхностью рабочей ветви конвейерной ленты – криволинейные, устанавливаемые на малых моделях экскаваторов, и двухсекционные (рис.139,г), составленные из двух прямых секций, из которых одна — горизонтальная — является приемной, а вторая – наклонная – отвальной. Последняя устанавливается под требуемым углом к приемной секции с помощью гидроцилиндра. Двухсекционные конвейеры устанавливают на средних и тяжелых экскаваторах. При переводе экскаватора в транспортное положение криволинейный конвейер устанавливают симметрично продольной оси экскаватора, а отвальную секцию двухсекционного конвейера откидывают вниз, уменьшая этим габаритную ширину рабочего оборудования. Скорость движения конвейерной ленты не превышает 5 м/с.

Установленный в задней части рабочей рамы зачистной щит 10 (рис.139,а) служит для профилирования дна траншеи путем срезания гребней, образованных смежными зубьями, и зачистки траншеи от осыпавшегося грунта из не полностью разгруженных возвращающихся в забой ковшей. Обычно его соединяют с задней опорой в виде сдвоенного колеса или лыжи. Для частичной разгрузки задней опоры при разработке тяжелых, включая мерзлые, грунтов тяжелые модели роторных траншейных экскаваторов дополнительно оборудуют лыжами 8, управляемыми гидроцилиндрами 7, или колесными опорами с каждой стороны рабочей рамы с опиранием их на бровки траншеи.

Для соединения рабочего оборудования с тягачом используют сцепное устройство в виде ползунов, перемещающихся по направляющим, установленным на тягаче, либо в виде плоского коленчато-рычажного механизма 15 с опорно-поворотным устройством 16 или без него. Для установки рабочего оборудования на требуемую глубину траншеи, а также для его перевода из рабочего I положения в транспортное II и наоборот используют гидравлические цилиндры 1 и 3. Опорно-поворотное устройство позволяет экскаватору работать на закруглениях без заклинивания ротора в траншее, а также при поворотных движениях экскаватора с полуприцепным рабочим оборудованием в транспортном положении.

Роторные траншейные экскаваторы оборудуют автономной дизельной силовой установкой 17. Для передачи движения исполнительным механизмам (ходовому устройству, ротору, отвальному конвейеру и вспомогательным устройствам для подъема рабочего оборудования и отвальной секции двухсекционного конвейера, установки дополнительных опор) применяют механические, гидромеханические и электрические трансмиссии. Для передвижения на транспортных скоростях обычно используют многоскоростную реверсивную коробку передач базового трактора, а для передвижения на рабочих скоростях к ней подключают ходоуменьшитель, работающий как понижающий редуктор. В гидромеханическом варианте ходовое устройство в рабочем режиме приводится в движение гидромотором, питаемым рабочей жидкостью от регулируемого насоса. Эта схема обеспечивает бесступенчатое регулирование скоростей в нескольких диапазонах при совместной работе коробки передач и ходоуменьшителя и позволяет выбирать рациональные скоростные режимы в зависимости от категории разрабатываемых грунтов.

Ротор приводится в движение через механическую трансмиссию на тягаче, две двухступенчатые цепные передачи 2 и две открытые зубчатые пары шестерня-зубчатый венец ротора с каждой стороны последнего. Движение отвальному конвейеру передается от приводного вала ротора через систему цепных передач. Применяется также индивидуальный привод ротора и отвального конвейера от электродвигателей, питаемых электроэнергией от приводимого дизелем генератора переменного тока. Для привода вспомогательных механизмов используют обычно объемный гидропривод с нерегулируемыми насосами.

studfiles.net

Траншейные экскаваторы – виды и особенности

Все экскаваторы, представленные на рынке отечественной спец техники можно разделить на одноковшовые и многоковшовые. Первая категория, может использовать только один рабочий элемент. Например: ковш, бур или крановую стрелу. При этом они могут выполнять только один рабочий цикл: определённое действие за отрезок времени. Многоковшовые машины, работают в непрерывном режиме, соответственно они отличаются большей производительностью.

Землеройная техника непрерывного действия разделяется на несколько групп. Большой популярностью среди строителей пользуется траншейный экскаватор. Эта техника используется для рытья узких траншей заданного профиля и конфигурации. Экскаватор относится к самоходному типу землеройных машин. В качестве рабочего инструмента могут использоваться ковши или скребки.

Целевое предназначение

Учитывая особенности конструкции траншейных экскаваторов, они могут выполнять следующие задачи:

• Прокладывание трубопроводов, систем отопления и канализации.
• Рытьё котлованов под строительство жилых и производственных объектов.
• Разработка рудных месторождений (не все модификации).
• Подготовительные работы для закладки ленточных фундаментов большой протяжённости.
• Формирование траншей различного целевого назначения.

Траншейные экскаваторы имеют перед одноковшовыми аналогами одно неоспоримое преимущество. Они могут работать с грунтами различной сложности, включая промороженную и каменистую почву.

Особенности

Траншейные экскаваторы выпускаются на базе колёсной или гусеничной техники. Последние модификации более практичны в эксплуатации. Гусеничный тягач, обеспечивает более надёжное сцепление машины с почвой. Кроме того, эти модели обладают большими показателями мощности. Некоторые модели способны выдавать до 1 500 лошадиных сил. Гусеничное полотно обеспечивает работу техники на крутых склонах и территориях со сложным рельефом местности. Рама гусеничного тягача может смещаться относительно рабочих элементов, такой подход значительно расширяет функциональность спецтехники.

Стоит отметить, что абсолютно все модели, вне зависимости от типа ходовой части могут работать с полунавесным или прицепным дополнительным оборудованием. Могут ссыпать выработку на землю или в самосвалы для последующей транспортировки. Оснащаются дополнительным подъёмно-спусковым механизмом, что существенно снижает нагрузку на основные узлы техники.

Модификации

Все траншейные экскаваторы разделяются на цепные и роторные. При аналогичных показателях мощности, эти разновидности отличаются по своим техническим характеристикам и принципу работы. Рассмотрим это на конкретных примерах.

Цепные. Траншеекопатель цепного типа имеет буквенное обозначение ЭТЦ (экскаватор траншейный цепной). Ковши крепятся на бесконечной цепи, которая устанавливается на наклонной раме. Несущая цепь может быть выполнена в один или два ряда. Тип крепления цепи к несущей раме может отличаться. В основном применяется жёсткое или свободное крепление. Стоит отметить, что каждый из ковшей может оснащаться дополнительными элементами: откосами или режущей кромкой. Это позволяет формировать траншеи различного профиля.

Для малогабаритных траншеекопателей характерно движение несущей цепи в двух направлениях. В сторону машины для выработки грунта и вокруг рамы для погрузки отвала в транспортное средство.

В качестве примера приведём технические характеристики малогабаритного траншейного цепного экскаватора ЭЦУ-150.

*Значение актуально только для ЭЦУ-150. Средняя глубина выработки для других моделей составляет порядка 8-ми метров.

Землеройное оборудование агрегатируется к задней навеске тягача. Спереди обычно устанавливается бульдозерный отвал или ковш фронтального погрузчика.

Роторные. Траншейные экскаваторы роторного типа маркируются буквами ЭТР. Рабочий орган машины выполнен в виде одного или нескольких роторов, установленных на опорной раме. На роторах жёстко закреплены ковши или фрезы. Выработка грунта производится посредством вращения ротора вокруг рамы, с постепенным углублением в почву до заданной глубины.

Роторные машины неплохо справляются с работами на лесистых участках местности. Благодаря установке дисковых фрез, техника измельчает пни и корневища деревьев, затрудняющие выработку.

Стоит отметить, что производительность роторных машин заметно выше, чем у цепных аналогов. При этом глубина выработки заметно меньше. Техника может формировать траншеи глубиной до трёх и шириной порядка 2.5 метра.

Для примера рассмотрим технические характеристики траншейного экскаватора роторного типа ЭР 7АМ.

РАССКАЖИ ДРУЗЬЯМ

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Похожие статьи:

mastertraktor.ru

Траншейный экскаватор Википедия

Транше́йный экскава́тор — основное исполнение экскаватора продольного копания, экскаватор с многоковшовым, скребковым либо фрезерным рабочим органом, предназначенный для рытья траншей под различные нужды — прокладку трубопроводов (в первую очередь — нефте- и газопроводов, а также трубопроводов канализации), кабелей и т. п^[1]. Относится к траншеекопателям^[2][3].

Траншейные экскаваторы различных типов широко применяются как в гражданских отраслях, так и в военных целях.

Содержание

• 1 Описание
• 2 Роторные и цепные траншейные экскаваторы
  • 2.1 Цепные траншейные экскаваторы
  • 2.2 Роторные траншейные экскаваторы
• 3 Индексы
• 4 История
  • 4.1 СССР и Россия
• 5 См. также
• 6 Примечания
• 7 Литература

Описание[

ru-wiki.ru