Классификация экскаваторов, их технологическая характеристика и назначение

В настоящее время люди используют большое количество самой разнообразной техники. Такой тип техники, как экскаваторы, сейчас очень популярен. Так как значительно ускоряет земляные работы и не только. Классификация экскаваторов достаточно обширная и ее стоит рассмотреть.

Общая информация

Естественно, что прежде всего классификация осуществляется в зависимости от мощности агрегатов, а также их предназначения. Есть ряд машин, которые осуществляют все необходимые операции по порядку, а после этого повторяют их через равные промежутки времени. Такое оборудование относится к прерывным (цикличным) машинам. Общая классификация экскаваторов включает еще одну группу устройств. Но уже непрерывного действия. В свою очередь, цикличные экскаваторы бывают одноковшовыми, а непрерывного действия — многоковшовыми, скребковыми, фрезерными.

Далее стоит отметить, что одноковшовые и многоковшовые модели могут быть как сухопутными, так и плавучими. Классификация экскаваторов включает разделение сухопутных машин по способу их передвижения. Так, выделяют гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и шагающие машины.

Классификация по разным признакам

Как упоминалось выше, у таких средств может отличаться ходовая часть. Помимо перечисленных, она так же может быть тракторной, использовать специальное или же комбинированное шасси, или автомобильный ход. Что касается принципа работы, то здесь классификация экскаваторов включает еще один вид, кроме цикличных и непрерывных — это вакуумные и вакуумно-всасывающие. Что касается их эксплуатационного предназначения, то в данном случае деление на классы осуществляется следующим образом.

Есть группа машин для шахтных работ, то есть для работы под землей. Есть категория строительных универсальных агрегатов. Кроме этих двух типов, в классификацию экскаваторов входят еще карьерные и вскрышные типы.

На настоящий момент принято различать несколько групп этого транспорта по их силовому агрегату. В данном случае экскаваторы могут иметь двигатель внутреннего сгорания, обычно дизельного типа, электрический двигатель, а также паровые двигатели. Хотя справедливо будет сказать, что последний тип применялся достаточно давно и сейчас фактически не используется.

Одноковшовые модели. Что представляют собой?

Если говорить о классификации одноковшовых экскаваторов, то можно выделить несколько основных признаков, по которым их разделяют на различные группы:

1. Возможность поворота рабочего органа вокруг опорной поверхности.
2. По типу используемого шасси для передвижения.
3. Тип используемого силового агрегата.
4. Тип механической передачи (привод для рабочего органа).

Сам по себе одноковшовый экскаватор — это цикличная землеройная машина, которая предназначается для разработки, то есть копания, перемещения и погрузки грунта. В качестве рабочего органа у таких агрегатов выступает подвижный ковш, который может иметь различный объем. Закрепляется он либо на стреле, либо на рукояти или канатах. Классификация одноковшовых экскаваторов одна из обширных, так как они являются наиболее распространенными. Широкое применение они получили в сфере строительства, а также в добыче полезных ископаемых.

Классификация по способу поворота

В данном случае оборудование может быть полноповоротным или неполноповоротным. В первом случае такие детали, как все рабочее оборудование, кабина машиниста, рабочий орган и двигатель, монтируются на специальной поворотной платформе, которая в свою очередь устанавливается на шасси. Крепление происходит при помощи специального опорно-поворотного устройства или просто ОПУ. Шасси получает возможность поворачиваться относительно этого устройства в любую сторону и на любой угол.

Так как назначение и классификация экскаваторов связаны, то есть от их предназначения зависит и тип выбранной машины, то в некоторых случаях выбирает неполноповоротный агрегат. В данном случае рабочее оборудование машины будет закреплено на шасси при помощи специальной поворотной колонки. Сама же колонка крепится к специальным поперечным направляющим. Такая конструкция позволяет перемещать колонку и установленное на ней оборудование вправо-влево. При этом есть возможность последующей фиксации, чтобы было удобно расположить ковш в нужном месте. У таких экскаваторов рабочий орган может вращаться под углом 45-90 градусов от его исходного положения.

Экскаватор на тракторном шасси

Первый вариант — навешиваемые на тракторы. В данном случае в качестве основного шасси используется трактор, обычно колесный. Все экскаваторное оборудование монтируется сзади или сбоку трактора (намного реже). Для этого у транспортного средства имеется специальная рама. Самой распространенной моделью является рабочее оборудование, навешиваемое на трактор класса 1,4. Объем ковша у него составляет от 0,2 до 0,5 м 3 .

Другие типы шасси

В некоторых случаях в качестве основного шасси может использоваться грузовой автомобиль. Обычно это модели, обладающие повышенной проходимостью. Они отличаются достаточно высокой скоростью перемещения, что отличает их от других моделей. Чаще всего они используются в тех сферах, где требуется высокая мобильность. Это могут быть спасательные операции, военная отрасль, иногда при строительстве дорог или во время очистки завалов.

Пневмоколесные экскаваторы обладают собственным специальным типом шасси, которое опирается на колеса с пневматическими шинами. Обычно такие модели принадлежат к полноповоротному классу. Скорость передвижения на таком шасси не более 30 км/ч, однако, их допускается буксировать грузовыми авто со скоростью до 40 км/ч. Что касается объемов ковша, то в данном случае диапазон показателей достаточно широкий от малых (0,04 м 3 ) до тяжелых моделей с объемом по 1,5 м 3 .

Очень распространенными являются гусеничные модели. У таких машин специфическое шасси, которое выполнено в виде гусениц и имеет гусеничный движитель. Такие модели полноповоротные, а также обладают высокой проходимостью, благодаря специфическому шасси. Однако при этом скорость передвижения такого оборудования крайне низкая и составляет всего 2-15 км/ч. Обычно для их транспортировки используются специальные тягачи с прицепами. Если говорить о характеристиках ковша, то диапазон также начинается от 0,04 м 3 и может достигать объемов карьерного оборудования, то есть 10 м 3 .

Кроме перечисленных типов, используются еще железнодорожные, плавучие или шагающие способы передвижения. Плавучие экскаваторы установлены на понтонах, железнодорожные используют в качестве шасси железную дорогу. А шагающие имеют специальную плиту, к которой крепятся лапы, используемые для перемещения.

Классификация многоковшовых экскаваторов

В данном случае важно отметить несколько следующих групп. Во-первых, разделение на разные группы осуществляется в зависимости от направления движения режущей кромки ковша. По этому признаку выделяют экскаваторы радиального, поперечного и продольного копания. Как и в случае с одноковшовыми, многоковшовые делятся на группы по конструкции рабочего органа, по типу шасси и прочему.

Подробное описание разных типов оборудования

Классификация экскаваторов непрерывного действия начинается с направления движения режущей кромки их ковша.

Если говорить об машинах с продольным копанием, то у них движение режущей кромки их ковша будет совпадать с направлением их движения. Обычно используется лишь для разработки узких траншей.

У агрегатов с поперечным типом копания, ковши движутся перпендикулярно относительно движения самой машины. Обычно используются для рытья котлованов, во время добычи полезных ископаемых.

Экскаваторы с радиальным копанием сильно отличаются от первых двух типов, так как у них движение ковша обусловлено поворотным вращением телескопической стрелы. В данном случае стоит сказать, что эта категория делится еще на две небольших подгруппы, в зависимости от способа крепления ковшей к стреле. Это могут быть цепные или роторные модели.

Разделение по другим признакам

Классификация роторных экскаваторов включает два вида машин. У первой группы рабочие элементы будут размещены по ободу ротора, у второй группы — на боковой поверхности ротора. В любом случае ковши будут закреплены на жестком роторе, а отгрузка грунта может производиться как из самих ковшей, так и при помощи специального транспортера.

У цепных моделей ковши крепятся к бесконечной цепи или цепям. Что касается отгрузки, то она осуществляется из самих ковшей, а форма направляющей цепи будет задавать профиль копания.

Что касается классификации по типу используемого шасси, то они могут быть только на гусеничном ходу или на пневмоколесах. Если говорить о классификации по приводам, то машины могут быть с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным типом.

Карьерные модели агрегатов

Классификация карьерных экскаваторов по сей день остается актуальной для изучения, так как полезные ископаемые все еще преимущественно добываются открытым способом, а значит, и такая техника остается востребованной. Сами по себе такие машины отличаются от остальных намного более крупными габаритами и размерами ковша, так как предназначены для работы с огромными объемами грунта.

1. Обычный карьерный экскаватор — ЭКГ. В данном случае означает, что техника установлена на гусеницы, а ее ковш смонтирован на канате.
2. Тип машины ЭГ. Что касается типа шасси, то он также гусеничным, однако вместо каната, здесь используется гидравлическая система для поднятия ковша.
3. ЭГО — карьерный экскаватор с установленной лопатой обратного типа.
4. ЭДГ — последний тип карьерной техники. Используется гусеничным тип шасси, а в качестве навесного рабочего органа выступает драглайн.

Технологические параметры

Классификацию экскаваторов и их технологические характеристики важно учитывать, так как это будет напрямую влиять на объем выполняемой работы. Естественно, что для изучаемой техники наиболее важной технологической характеристикой будет объем ковша. Для наиболее крупных этот показатель может достигать 50 м 3 . Кроме того, к примеру, для карьерных моделей, важную роль будет играть длина стрелы. Чем больше будет этот показатель, тем глубже может быть карьера, а потому у некоторых моделей длина стрелы доходит до 55 метров.

Другие основные характеристики можно рассмотреть на примере карьерных моделей.

Скорость перемещения для некоторых типов играет важную роль. Карьерные же модели перемещаются со скоростью 2,5 км/ч и это самые быстрые. Далее важным параметром будет ширина гусениц. У карьерных наибольший показатель составляет 24 метра. Рабочий цикл влияет на скорость проведения всех работ, а потому достаточно важен. Самый короткий цикл у карьерных экскаваторов составляет 50 секунд. Для городских моделей важным показателем будет давление, оказываемое на грунт. Экскаваторы карьерные давят на грунт с силой до 0,42 МПа.

Экскаваторные ковши: конструкция, типы, изготовление

Если изучить фото обратной лопаты более подробно, можно сделать вывод, что данное приспособление представляет собой ковш стандартной конструкции, развернутый в обратном направлении. Это позволяет успешно разрабатывать с его помощью различные типы грунта, рыть траншеи и другие объекты, расположенные ниже уровня экскаватора.

Сфера применения подобных устройств невероятно широка, однако чаще всего они используются в строительной деятельности, при необходимости рытья канав, траншей, котлованов. Они повсеместно применяются для:

• перемещения/погрузки различных материалов;
• удаления горной породы;
• добычи ископаемых;
• сооружения различных инфраструктурных объектов;
• работ по очищению водоемов.

Обратная лопата применяется во многих случаях
При этом экскаватор с прямой лопатой значительно эффективнее работает с участками выше уровня стоянки, а обратный аналог в таких случаях гораздо менее эффективен. Агрегаты с обратным механизмом отличаются значительным весом, что несколько ограничивает возможность их использования при работах в городских условиях.

Преимущества и недостатки

Прямая и обратная лопата экскаватора обладают схожей конструкцией, но по своим функциональным возможностям и рабочим параметрам они значительно различаются. К числу характерных преимуществ экскаваторов с обратным расположением ковша следует отнести следующие особенности:

• более длинная стрела, позволяющая осуществлять манипуляции с грунтом на внушительном удалении от устройства;
• свобода перемещения, позволяющая рыть глубокие котлованы;
• внушительный радиус захвата и объем ковша, позволяющий значительно увеличить эффективность работ.

Обязательно почитайте: Зуб бороны: устройство, ремонт

Подобные устройства обладают простой и надежной конструкцией, а принцип их эксплуатации крайне прост. У экскаваторов с этим рабочим органом есть сразу несколько существенных недостатков. Такие устройства отличаются гибкой подвеской, что ограничивает сферу их применения. Они зачастую не способны сформировать первоначальное углубление, необходимое для работы, в связи с чем возникает потребность в предварительном рыхлении грунта. Поскольку точность выгрузки таких агрегатов невелика, для дальнейшей погрузки, как правило, используется специальный отвал, а также дополнительные виды техники.

Экскаватор-драглайн или обратная лопата представляется специализированным устройством, которое можно эффективно использовать в условиях строительства или добычи ископаемых.

Принцип работы обратной лопаты

Обратная лопата

— основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Применяется при копании котлованов, траншей, при планировании откосов и отсыпке насыпей. Может применяться для погрузочных работ. При работе обратной лопатой грунт копают в направлении к экскаватору. Гидравлические экскаваторы с обратной лопатой могут разрабатывать грунт и выше уровня своей стоянки, правда с меньшей эффективностью чем прямая лопата.

Обратная лопата является наиболее универсальным рабочим оборудованием. Обеспечивает высокую точность позиционирования ковша, как относительно грунта, так и относительно транспортного средства, в которое производится погрузка грунта.

Прямая лопата

— основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта выше уровня стоянки экскаватора. Ковш прямой лопаты закреплен на рукояти. Рукоять в свою очередь шарнироно закреплена на стреле. Стрела шарнирно закреплена на поворотной платформе машины. У гидравлических экскаваторов ковш на рукояти закреплён подвижно — разгрузка ковша обеспечивается его опрокидыванием с помощью гидроцилиндра. У механических экскаваторов положение ковша относительно рукояти в процессе работы не меняется — разгрузка ковша выполняется при открывании его днища. Копают грунт в направлении от экскаватора. Прямая лопата обеспечивает наибольшее усилие копания и наибольшую производительность (за счёт минимального количества операций в одном цикле копания). Применяется для добычи полезных ископаемых и погрузочных работ.

(англ. dragline) — одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Длина стрелы достигает 100 м, вместимость ковша — 168 м³. Оборудуется, как правило, шагающим ходом. Применяется на карьерах, в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

Гибкая подвеска ковша и легкая решётчатая стрела драглайна обеспечивает наибольший радиус, наибольшую глубину копания, а также наибольшую высоту выгрузки по сравнению с другими видами рабочего оборудования экскаваторов. Кроме того, драглайны обладают высокой производительностью. Однако гибкая подвеска ковша не обеспечивает достаточной точности копания и выгрузки. Перемещение грунта в транспортные средства драглайнами затруднительно. Поэтому выгрузка грунта или полезных ископаемых производится в отвал — откуда перегружается в транспортные средства экскаваторами типа мехлопата или погрузчиками.

Ковш драглайна подвешивается на цепях к подъемному и тяговому канатам.

Подъёмным канатом осуществляется вертикальное перемещение (подъём ковша). Тяговым канатом осуществляется подтягивания ковша к машине. При этом происходит подрезка грунта и наполнение ковша.

При одновременном натяжении тягового и подъёмного канатов увеличивается расстояние между соединительным звеном и опрокидным блоком, что вызывает натяжение разгрузочного каната, и соответственно — подъёмом передней части ковша. В таком положении ковш, наполненный грунтом поднимают из забоя и переносят (за счёт поворота платформы экскаватора) к месту разгрузки.

Для разгрузки ковша тяговый канат ослабляют. При этом ослабляется и разгрузочный канат. В результате ковш опрокидывается и грунт высыпается из него.

Драглайн способен обеспечить высокое усилие копания, при условии, что в начале хода ковш заглубится в грунт (ковш заглубляется в грут только за счет собственной массы). Поэтому при работе на твёрдых грунтах в зоне заглубления ковша грунт разрыхляют (например, клиновым рыхлителем, входящим в комплект некоторых драглайнов, или взрывными работами) и применяют сменные ковши меньшего объема (из-за большей насыпной плотности пород более крепких пород).

Преимущества драглайнов

перед экскаваторами типа «механическая лопата»

Более длинная и легкая стрела.

Больший радиус черпания.

Зачастую больший объем ковша (в некоторых моделях достигает 100 м³).

Недостатки драглайнов

Хотя драглайны и способны создавать большое усилие копания, но для этого необходимо первоначальное заглубление ковша, что при гибкой подвеске проблематично. Поэтому для разработки твердых грунтов драглайнами возникает необходимость в предварительном рыхлении.

Порядок работы обратной лопаты

Планируя выяснить, как работает одноковшовый экскаватор с обратной лопатой, необходимо отметить, что алгоритм его применения напрямую зависит от типа привода, реализованного в изделии. Самыми популярными представляются гидравлические экскаваторы, оснащенные независимым приводом. В этом случае порядок работы будет крайне прост:

1. Заглубление стрелы, размещение рукоятки.
2. Загрузка рабочего органа.
3. Выгрузка ковша с одновременным его разворотом для предотвращения высыпания земли.
4. Поворот к нужному месту и последующий сброс грунта.

Если устройство оснащено двухканатным приводом рукоятки и фиксированным ковшом, то алгоритм работы будет несколько отличаться, поскольку для управления агрегатом будут использоваться подъемный и тяговый канаты. Сам процесс аналогичен предыдущему варианту, за исключением наличия фиксированного ковша, который не способен разгибаться.

Основные характеристики для одноковшовых моделей

К основным техническим параметрам любых типов одноковшовых экскаваторов относят:

• предельная высота и глубина рытья грунта;
• максимальный радиус выполнения работ;
• предельная длина стрелы – допустимый параметр загрузки.

При проведении различных строительных работ чаще всего используют (покупают или арендуют) экскаваторы, оснащенных ковшом с объемом от 0,15 до 4 м³. На территории стран СНГ намного чаще применяются машины 4 или 5 группы, емкость ковшей которых варьируется в пределах от 0,65 до 1 кубометра. Ряд производителей поставляет на рынок спецтехнику с полной автоматизацией ряда рабочих опций (процессов).

При этом на любой агрегат можно установить вспомогательное навесное оборудование. К нему относят:

• обратная или прямая лопата;
• грейфер;
• драглайн.

Такие приспособления позволяют не только рыть землю, но и разрабатывать, перемешивать, грузить и складировать грунт.

Помимо перечисленных приспособлений, на экскаваторы с одним ковшом нередко устанавливается сменное оборудование для автоматизации процессов. Например, для очистки дна выемок или дробления больших валунов. Существуют варианты навесного инструмента для уплотнения грунта на откосах или разрушения промерзлой почвы.

Технические особенности экскаваторов драглайн

К числу основных особенностей подобной категории агрегатов представляется внушительный перечень оборудования, используемого для его работы. Длина стрелы драглайнов может достигать 100 метров, что позволяет осуществлять работы на внушительном удалении.

Вместимость устройств может варьироваться от 20 до 168 м3, что позволяет осуществлять манипуляции с огромными объемами грунта. Высота выгрузки таких агрегатов значительно выше, нежели у их стандартных аналогов, однако вес мощных моделей может достигать 8000 тонн.

Обязательно почитайте: Понижающий редуктор для мотоблока своими руками

Экскаватор ЭО-4112-А-1 с драглайном

Оборудование драглайна применяется для разработки выемок и возведения насыпей в гидротехническом, мелиоративном и дорожном строительстве, для добычи строительных материалов, на очистке и углублении рек и каналов (с выемкой грунта ниже уровня стоянки экскаватора).

Особенности вспомогательного обвеса для экскаваторов

Среди разнообразия навесного оборудования высоким спросом пользуются приспособления для снятия слоев грунта, необходимого при выполнении очень точных работ по планировке или строительству. А также варианты для создания аккуратных траншей под инженерные системы, трубопровод или для подачи сыпучей продукции.

Для создания выемок по заданным параметрам применяют специальные профильные ковши.

Технология работы «стена в грунте» выполняется при помощи особого штангового оборудования. А для разрыхления промерзшей почвы или очень плотного грунта используют гидромолот или зуб-рыхлитель.

При погрузке и устранении объемных камней, кусков почвы с территории применяют захватно-клещевое навесное оборудование.

Проведение разработки грунта с применением одноковшового экскаватора выполняют только позиционно. Площадка, на которой ведутся работы с применением дополнительных самосвалов или без них, должна быть ограждена. По завершению работ спецтехнику перевозят на новое место при помощи специального автотранспорта.

Из каких операций состоит рабочий процесс одноковшового экскаватора ?

Экскаватор – это машина для копания грунта. Рабочим органом является ковш. Он может быть различной конструкции. Для расширения функциональности применяется сменное оборудование: кран (крюк), гидромолот, сваебойный копер и т.п. Кроме «классической» техники, существуют экскаваторы-погрузчики и мини-экскаваторы. По принципу работы, экскаваторы делятся на следующие виды:

• Цикличные (циклического действия). Сюда относятся одноковшовые машины.
• Непрерывного действия. В эту группу входят: многоковшовые роторные, с фронтальной фрезой, траншейные с зубчатой цепью.
• Вакуумные.

Ниже рассматривается только первая категория – экскаватор с ковшом. По назначению принята следующая классификация:

• Строительные. Объем ковша до 3 м3. Используются, в основном, на земляных или погрузочно-разгрузочных работах. Большинство моделей являются универсальными (т.е. имеют 4 и более видов сменного оборудования).
• Карьерные. Комплектуются рабочим оборудованием от 2 м3 до 8 м3. Применяются в карьерах на разработке скальных пород, угольных или рудных месторождений.
• Вскрышные. Вместимость ковша от 6 м3. Используются при необходимости снять (вскрыть) верхний слой породы, под которым залегают полезные минералы. Отличительная особенность – удлиненная стрела и большая мощность.

В отдельную группу выделяют специальную технику. Сюда входят торфяные, разрушительные, тоннельные, спасательные, подземные, железнодорожные, подводные, болотные и другие модели. Для них нужны специальная оснастка и навесное оборудование.

Классификация одноковшовых экскаваторов

В настоящее время существует много различных классификаций экскаваторов. Среди самых популярных следующие. По виду шасси:

• Колесные (пневмоколесные). Очень маневренные, с большой транспортной скоростью. Относятся к самоходным, т.к. способны доехать до рабочего участка самостоятельно. Сюда же можно причислить экскаваторы на шасси автомобильного типа. Они специально разработаны под конкретное подъемное оборудование. Преимущества: низко расположенный центр тяжести, еще более высокая скорость.
• Гусеничные. Хорошо подходят для передвижения по бездорожью и работы на слабых грунтах, т.к. отличаются высокой устойчивостью и проходимостью. Относятся к полусамоходным, т.к. могут самостоятельно переезжать с места на место в пределах рабочей площадки, но до нее их надо везти на тягачах с тралами.
• На серийном грузовике либо колесном тракторе.
• Рельсовые. Это ограниченно-самоходные машины, т.к. для перемещения внутри рабочей зоны им нужен специально подготовленный путь.
• Шагающие.

Первые две группы наиболее распространенные. Третья (автокраны) была основной лет пятьдесят назад. Сейчас от подобных решений отказываются. Главная причина в том, что шасси, не разработанное под силовую установку, ухудшает ее технические характеристики. По работе относительно уровня опорной поверхности, различают два типа оборудования. Ковш «прямая лопата» выбирает землю выше площадки, «обратная лопата» — ниже.

По возможности поворота стрелы: полноповоротные вращаются на 360 градусов, неполноповоротные – меньше. Все современные марки экскаваторов относятся к первой группе. Ко второй – только модели, которые навешивают на тракторы.

Из каких операций состоит рабочий процесс одноковшового экскаватора ?

Одноковшовые строительные экскаваторы относятся к машинам циклического действия. Главный параметр ЭО – вместимость ковша, м3. Основные технологические параметры: глубина (высота) копания, максимальный радиус копания, высота погрузки. В различных отраслях промышленности (угольная, горнодобывающая) применяют одноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша до 100 м3. При помощи традиционного оборудования (прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грейфер) одноковшовый экскаватор может быть использован на механизации следующих процессов переработки грунта, входящих в состав комплексного технологического процесса: разработка и укладка грунта в земляных сооружениях различных типов, погрузка грунта, перемещение грунта в пределах земляного сооружения.

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов – это универсальные машины, которые могут быть оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. Современный ЭО может быть оснащен более чем десятью видами рабочего оборудования, которые значительно расширяют его технологические возможности.

Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы, как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов земляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стесненных условиях, при строительстве обратных засыпок; рыхление мерзлого и трудноразрабатываемого грунта.

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер.

Для погрузки ранее разработанного грунта, снятия верхнего слоя и для планировочных работ применяют погрузочное оборудование.

Одноковшовый экскаватор – машина цикличного действия, процесс разработки грунта при любом виде рабочего оборудования складывается из чередующихся в определенной последовательности операций отдельного цикла:

· резание грунта и заполнение ковша;

· подъем ковша с грунтом;

· поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки;

· выгрузка грунта из ковша;

· обратный поворот экскаватора;

· опускание ковша на грунт и подача его для резания грунта

Основное назначение экскаваторов – разработка выемок, резервов, карьеров, траншей, котлованов с разгрузкой грунта в отвал или погрузкой в транспортные средства. Предельные размеры выемок, которые могут быть разработаны одноковшовым экскаватором с одной стоянки, зависят от его рабочих параметров.

Рабочими параметрами одноковшовых экскаваторов при разработки выемок являются:

· максимально возможная высота копания +Н ( для экскаватора прямая лопата) – знак + показывает, что экскаватор копает выше своей стоянки;

· глубина копания (резания) – Н (для других типов экскаваторов);

· наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора Rmax и Rmin;

· радиус выгрузки Rb;

· высота выгрузки Нb;

Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами ведут позиционно. Рабочая площадка экскаватора называется забоем.

Забой – рабочая зона экскаватора, включающая площадку, где расположен экскаватор; часть разрабатываемого массива грунта; места установки транспортных средств; площадку для укладки разрабатываемого грунта ( при работе в отвал).

По окончании разработки грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию.

В зависимости от условий строительной площадки выбор экскаватора начинают с определения наиболее целесообразных вместимости ковша и типа экскаватора, а также требуемых параметров – длины стрелы, радиуса резания, выгрузки и др. Выбор сменного оборудования экскаватора зависит от уровня грунтовых вод и характера разрабатываемой выемки (траншея, узкий или широкий котлован).

Экскаватор «прямая лопата» используют для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, преимущественно с погрузкой на транспорт. Его широко применяют в карьерах, в строительстве используют для погрузки в транспортные средства ранее собранного в кучи грунта или для отрывки котлованов, при этом устраивается самим экскаватором пандус – съезд в котлован с уклоном 10…15% для экскаватора и транспортных средств.

Разработку грунта экскаватором «прямая лопата» производят лобовым и боковым забоями. Лобовой забой применяют при разработке экскаватором грунта впереди себя и отгрузке его на транспортные средства, которые подаются к экскаватору по дну забоя или сбоку по естественной поверхности земли. Более эффективным является разработка грунта боковым забоем, когда заполнение ковша грунтом осуществляется преимущественно с одной стороны движения экскаватора и частично впереди себя. По этой схеме транспорт подается под загрузку сбоку выработки, чем достигается значительно уменьшение угла поворота стрелы экскаватора при погрузке грунта в транспортные средства. В боковых забоях транспортные пути проходят параллельно оси перемещения экскаватора и, как правило, на уровне его стоянки.

Экскаватор «драглайн» используют для разработки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора: для отрывки глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработки грунта из-под воды и т.п. Драглайн применяют также при планировке площадей и зачистке откосов. Достоинство экскаватора – радиус действия до 10 м и глубина копания до 12 м. Эффективно разрабатывать экскаватором мягкие и плотные грунты, в том числе обводненные.

Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната. Применимы разработки грунта лобовой и боковой проходками с отгрузкой грунта в транспорт и отвал.

Грейфер используют в сугубо специфических случаях для отрывки узких глубоких котлованов, траншей, колодцев, при разработке грунта ниже уровня грунтовых вод. Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или в последнее время стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер навешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стенками.

Экскаватор «обратная лопата» применяют при разработке грунтов ниже уровня стоянки экскаватора, в основном при отрывке котлованов глубиной до 6 м и траншей при глубине до 7,6 м. Затраты времени на один цикл экскаватора с обратной лопатой на 10…15% больше, чем у прямой лопаты. Разработку грунта экскаватором «обратная лопата» производят боковым и лобовым забоями с погрузкой грунта в транспорт или в отвал.

Таблица технических характеристик

Технические характеристики экскаваторов разбросаны в очень широком диапазоне. Это связано с тем, что машины имеют разное назначение и рассчитаны на различные объемы работ. Основные технические характеристики сведены в таблицу:

Объем ковша приведен геометрический. Реальное количество забираемого грунта во время работы, за счет «шапки», на 15-30% выше. На машины, которые планируется использовать на тяжелых грунтах, ставят ковши меньшего объема, чем надо для данной группы.

Кроме указанных в таблице параметров, производительность экскаватора зависит от его конструкции и технического состояния. А также от факторов, не относящихся непосредственно к агрегату: правильной организации работы, квалификации машиниста, плотности грунта и т.п.

Силовое оборудование

Важно

По типу основного двигателя землеройные машины могут быть дизельные либо электрические.

Карбюраторные встречаются редко. Раньше делались паровые, но сейчас этот вид уже давно в прошлом. Дизелями оборудуются машины с ковшами до 3 м3. Они предпочтительнее, когда приходится время от времени переезжать на другую рабочую площадку. Электромоторы ставят на более мощные модели экскаваторов для работы в карьерах. Различные механизмы экскаватора представляет собой отдельные узлы. Поэтому здесь распространен агрегатный вид ремонта. По той же причине широко используют унифицированные блоки – сокращается номенклатура запчастей, упрощается крупносерийное производство. Агрегатная компоновка экскаваторов стала причиной того, что среди них выделяют две группы:

• Одномоторные – все узлы и системы приводятся в действие одним двигателем.
• Многомоторные – для каждого механизма или группы механизмов есть «свой» двигатель.

По типу привода рабочего и вспомогательного оборудования встречаются следующие виды:

• Механический. Для передачи усилия применяются цепи, шестерни, валы, червячные пары. Это самый распространенный вид, поэтому в названии его наличие не указывается. Вместо этого называется тип мотора (дизельный).
• Гидравлический объемный. Использует свойство жидкости не сжиматься под давлением. Усилие передается с помощью масла, которое нагнетается насосом и по трубам подается к цилиндрам или гидромоторам.
• Гидродинамический. Энергия передается при помощи турботрансформатора или турбомуфты. Обычно сочетается с механическим. Обеспечивает автоматическое плавное регулирование движения механизмов, в зависимости от рабочей нагрузки.
• Электрический. Сочетается с механическим (дизель-электрический). Машинист может выполнять совмещенные движения рабочих органов, управлять скоростью перемещения стрелы или ковша согласно нагрузке.
• Смешанный – из двух видов.

Типы привода пп. 2-4 указываются в названии экскаватора.

Рабочий цикл экскаватора, оборудованного прямой лопатой.

Все типы одноковшовых экскаваторов можно классифицировать по пяти признакам: 1) по виду рабочего оборудования; 2) по типу привода; 3) по числу двигателей; 4) по ходовому оборудованию; 5) по области применения.

Рабочее оборудование, предназначенное для производства земля­ных работ, состоит из прямой лопаты, обратной лопаты, драглайна и грейфера. Кроме того, применяется рабочее оборудование для строительных и вспомогательных работ: кран, копер.

Указанное рабочее оборудование имеет жесткое или гибкое сое­динение. У экскаватора с прямой и обратной лопатой соединение ковша со стрелой жесткое, у драглайна и грейфера— гибкое.

Когда экскаватор снабжен всеми или почти всеми видами рабо­чего оборудования, он называется универсальным.

На строительных площадках обычно применяются универсальные экскаваторы, так как здесь выполняются разные работы при относительно неболь­шом их объеме.

На экскаваторах применяются приводы: двигатели внутрен­него сгорания, электрические двигатели, а также дизель-электри­ческие установки. Установки могут быть с одним двигателем (одно­моторные) и с несколькими двигателями (многомоторные). Привод бывает механический и гидравлический.

По ходовому оборудованию универсальные экскаваторы разде­ляются на гусеничные, пневмоколесные и на базе тракторов или автомобилей. Чаще всего первые выпускаются с емкостью основ­ного ковша (прямой лопаты) 0,4—6 м3, вторые — 0,4—0,5 м3 и третьи — 0,1—0,3 м3.

В зависимости от преимущественного применения экскаваторы с емкостью основного ковша 0,1—0,3 м3 называют строительно-вспо­могательными; с ковшом емкостью 0,4—2 м3 строительными, а с ковшом 2,5—6 м3 строительно-карьерными.

Кроме указанных экскаваторов применяются карьерные экскаваторы-лопаты с ковшом до 20м3, предназначенные для разработки крепких пород с погрузкой в транспортные средства большой грузо­подъемности (например, автосамосвалы грузоподъемностью (65 — 200т); вскрышные экскаваторы-лопаты с ковшом до 50 м3 для погрузки в отвал; шагающие экскаваторы-драглайны с ковшом 100м3, передвигающиеся по слабым грунтам, которые часто встречаются при гидротехническом строительстве; туннельные и шахтные экскаваторы-лопаты с ковшом до 1,5м3 с укороченными стрелой и рукоятью в связи с ограниченными размерами подземных выработок.

Экскаватор с прямой лопатой является основной и наиболее часто используемой землеройной машиной. Он применяется для разработки грунта с погрузкой на транспорт или, реже, для отсыпки в отвал, а также для погрузки сыпучих и кусковатых материалов. Во всех случаях разрабатываемый забой должен распола­гаться выше уровня стояния экскаватора.

Рабочий цикл экскаватора, оборудованного прямой лопатой, состоит из таких операций: опускания рукояти 5 ковшом 4

к подошве забоя (положение
А
и
Б);
подъем ковша к го­лове стрелы 3 канатом
2
от подъемной лебедки
1 с
одновременным выдвижением напорным механизмом
6
рукояти
5
для обеспечения копания (положение
В);
выведение ковша из забоя после его напол­нения втягиванием рукояти с последующим поворотом платформы и выдвижением ковша для установки его над местом разгрузки (положение
Г
и Д); разгрузка ковша открыванием днища (положе­ние
Е);
поворот платформы для возвращения ковша в исходное поло­жение.

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 6151; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

Ковши

В разговоре о технических характеристиках экскаваторов особое внимание должно уделяться ковшам – их разновидностям и применению. На машинах данного типа используются:

• Основной и сменные ковши.
• Специальные ковши.
• Драглайн.
• Грейфер.

По объему экскаваторные ковши делятся на:

1. Особо легкие: до 0,1 м3
2. Легкие: 0,15 – 0,6 м3
3. Средние: 0,65 – 1,6 м3
4. Тяжелые: 1,6 – 4,0 м3
5. Особо тяжелые: 4,0 – 10,0 м3

Важно

Основной или стандартный ковш – универсальный. Он рассчитан на выполнение различных работ на легких и средних грунтах. Объем зависит от класса машины.

Со стрелой «прямая лопата» такой ковш разрабатывает породу выше опорной поверхности экскаватора. «Обратная лопата» — ниже. Сменные ковши аналогичной конструкции рассчитаны на больший или меньший объем материала. Специальные ковши предназначены для выполнения определенных работ:

• Усиленный – для твердых пород.
• Скальный – с хорошо защищенной поверхностью.
• Рыхлитель – со ступенчатым расположением зубьев.
• Однозубый рыхлитель – для корчевания.
• Планировочный – способен наклоняться в любую сторону.
• Решетчатый (скелетный) – для погрузки сыпучих материалов. Может разделять породу на фракции.
• Погрузочный. Тоже для сыпучих, но облегченной конструкции и с увеличенным объемом.
• Траншейный – износостойкий, с прочными боковыми пластинами.
• Профильный (трапециевидный) – для копания каналов.
• Зачистной. Облегченный, с отверстиями для стока воды.

Первые два вида часто тоже считают основными. Драглайном называется модель экскаватора со специфичным ковшом, который подвешен на тали в виде системы подвижных и неподвижных блоков и канатов (полиспаст). Подобный механизм дает выигрыш в силе или в скорости. Кроме него, имеются подъемная и тяговая лебедки, ковш и стрела. Применяется чаще всего в мелиоративном и гидравлическом строительстве, на карьерных вскрышных работах, при больших объемах грунта. Грейферный ковш – это челюстной захват для сыпучих и мелкокусковых материалов. Он опускается на тросе (при необходимости – свободно сбрасывается) сверху и углубляется в грунт. Челюсти смыкаются, захватывая породу, после чего ковш поднимается. Применяется для разработки грунтов, как выше, так и ниже опорной поверхности. А также на погрузочно-разгрузочных работах, для рытья котлованов, очистки каналов и т.п.

Устройство и работа экскаватора-погрузчика.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Погрузочное оборудование экскаватора-погрузчика позволяет выполнять погрузочно-разгрузочные работы, транспортирование сыпучих материалов на небольшие расстояния, планировку площадок. В связи со специфическими условиями работы фары установлены на кабину базового шасси.

Монтаж и демонтаж ковша погрузочного оборудования осуществляется без грузоподъемных средств и не требует дополнительного обслуживающего персонала. Для обеспечения быстрого снятия ковша, на передние концы стрелы устанавливается устройство сменное. Для управления оборудованием погрузочным используется распределитель базового шасси.

Гидросистема предназначена для осуществления привода управления

экскаваторным и погрузочным оборудованием. Она включает гидросистему базового шасси, а также дополнительно установленные гидроцилиндры рабочего оборудования.

Экскаваторное оборудование ДЭМ 114 смонтировано в задней части шасси. Позволяет выполнять работы по разработке котлованов и траншей с вертикальными стенками, резанию и копанию грунта с последующей выгрузкой. Для обеспечения устойчивости при работе с экскаваторным оборудованием ДЭМ 114 установлены аутригеры.

Описание и работа составных частей экскаватора-погрузчика.

Стрела 7 (Рисунок –2.4) предназначена для навески ковша 1. Одним концом стрела шарнирно крепится к порталам 9, а другим к устройству сменному 2. К стреле крепятся штоки гидроцилиндров подъема 10 и опускания 5, коромысла наружные 4, переходник 6, тяга 8, шатун 3 и опора 11. Стрела представляет собой сварную конструкцию с запрессованными термообработанными втулками. Устройство сменное состоит из переходника 1 (Рисунок – 2.2), ручек 2, 4, фиксатора 3, пальцев 5 и труб 6.

Рисунок – 2.2 Переходник: 2,4 — ручка; 3 — фиксатор; 5 — палец; 6 – труба.

Рисунок – 2.3 Ковш : 1 — зуб; 2 — ковш; 3 — крюк;

На имеющиеся в верхней части переходника пальцы надевается ковш. Фиксация ковша на переходнике производится поворотом ручек 2 и 4. При снятии ковша следует оттянуть на себя фиксатор 3 и повернуть ручки 2 и 4.

Ковш 2 (Рисунок – 2.3) представляет собой сварную конструкцию с установленными на ней зубьями 1. Монтаж зубьев на ковш осуществляется в специальные гнезда. Перед монтажом в отверстие зуба вводится проволока, загибаемая по краям. После введения зуба в гнездо концы проволоки отгибаются, фиксируя зуб. В передней части экскаватора-погрузчика смонтированы рамы . Они представляют собой сварную конструкцию, крепящуюся к остову шасси болтами. К раме крепится кронштейн.

В поперечном направлении рамы жестко связаны связками. Рамы воспринимают все нагрузки, возникающие при работе погрузочного оборудования. В передней части на рамы установлены упоры.

Рисунок – 2.4 Устройство погрузочного оборудования экскаватора-погрузчика:

1 — ковш; 2 — устройство сменное; 3 — шатун; 4 — коромысло наружное; 5, 10 — гидроцилиндр; 6 — переходник; 7 — стрела; 8 — тяга; 9 — портал; 11 – опора.

Рисунок – 2.5 Экскаваторное оборудование:

1 — рама; 2 — тормозной цилиндр каретки; 3 — палец фиксации колонки; 4 — каретка; 5 — гидроцилиндр поворота колонки; 6 — аутригер; 7 — колонка; 8 — механизм фиксации стрелы; 9 — ковш; 10 — гидрораспределитель; 11 — гидроцилиндр управления стрелой; 12 — гидроцилиндр управления ковшом; 13 — рукоять; 14 — стрела; 15 — гидроцилиндр управления рукоятью.

Таблица 2.1. Технические характеристики экскаватора-погрузчика ЭО-2626 с двухчелюстным ковшом

Источник https://fb.ru/article/461533/klassifikatsiya-ekskavatorov-ih-tehnologicheskaya-harakteristika-i-naznachenie

Источник https://foksevmash.ru/specmashiny/pryamaya-lopata.html

Источник https://avto-layn.ru/stroitelnaya/rabochij-cikl-ekskavatora.html

Источник