Вопрос 26
Экскаватором называют землеройную машину, выполняющую операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним или несколькими ковшами.
Траншейные экскаваторы. Траншейный экскаватор ( 4.21, а, 6) состоит из тягача, рабочего органа и отвалообразователя. Тягач обеспечивает экскаватору поступательное перемещение, как в режиме экскавации, так и при его перебазировании. Его оборудуют ходовым устройством 5, силовой установкой 7 с передаточными механизмами и системой управления, кабиной машиниста 6. Тягач изготовляют преимущественно на базе тракторных узлов. Для снижения удельных давлений на грунт его ходовые устройства удлиняют по сравнению с тракторными, а для обеспечения продольной устойчивости наиболее тяжелые агрегаты, например, силовую установку располагают в передней части тягача. При необходимости там же устанавливают дополнительный противовес. На тягаче также монтируют раму 8 для его соединения с рабочим органом.
Рабочий орган выполняют в двух вариантах: в виде колеса (ротора) 2 с расположенными по его периферии ковшами 3 или в виде ковшовой цепи 26 ( 4.21, б). Соответственно различают роторные и цепные траншейные экскаваторы. Рабочий орган роторного экскаватора вращается в плоскости движения последнего, опираясь на раму 17 (см. 4.21, а) через опорные 15 и направляющие 19 ролики. Боковыми балками 16 рама соединена с тягачом посредством ползунов, перемещающихся с помощью гидроцилиндров 9 и полиспаста // по направляющим 4. Установкой ползунов в требуемое положение по высоте регулируют глубину отрываемой траншеи, а для перевода рабочего оборудования в транспортное положение / применяют систему, состоящую из гидроцилиндра 10, стойки 12 и каната 13. Соединение рабочего органа с тягачом возможно и посредством коленчато-рычажного механизма ( 4.21, в). Глубина траншеи в этом случае регулируется изменением угла между тяговыми брусьями 28 и продольными балками 16 рамы рабочего органа. Этим же механизмом рабочее оборудование переводится в транспортное положение /. Задней частью рама 16 опирается на грунт через колесную 27 или скользящую 20 (см. 4.21, а) опору, на которой устанавливают щит для зачистки дна траншеи от осыпавшегося грунта при возвратном движении опорожненных ковшей в забой. Для возможности разгрузки ковшей на отвалообразователь 14 их изготовляют без внутренних стенок с днищами из цепных матов, а для удержания в них грунта при перемещении ковша снизу вверх в передней части рамы 17 устанавливают цилиндрический щит 29 ( 4.21, г}.
Ковшовая цепь цепного экскаватора с помощью ведущих звездочек 25 (см. 4.21. б) перемещается по натяжному колесу 22 и поддерживающим роликам 24, установленным на ковшовой раме 23. Как и у роторного экскаватора, ковши выполняют без внутренних стенок и закрепляют их на цепи только передней частью так, чтобы при переходе через верхнее положение хвостовая часть ковша поднималась вверх для гравитационной разгрузки грунта на отвалообразователь (положение //). Глубину траншеи регулируют установкой в требуемое положение ползунов ковшовой рамы на направляющих 4 рамы 8 тягача. Этим же способом рабочее оборудование переводят в транспортное положение /.
Для снижения энергоемкости копания грунта зубья 30 ( 4.21, д) на ковшах как роторных, так и цепных экскаваторов устанавливают в таком порядке, чтобы по следу любого зуба перемещался зуб, расположенный на диаметрально противоположном ковше. Это обеспечивает разработку грунта с повышенной толщиной среза, близкой к критической, соответствующей минимальной энергоемкости процесса.
В неустойчивых грунтах траншеи отрывают с откосами, для чего на роторных экскаваторах по обе стороны ротора устанавливают ножевые откосники 1 (см. 4.21, а). Срезанный ими грунт обрушивается вниз, где он подхватывается и выносится к месту разгрузки ковшами. На цепных экскаваторах применяют активные откосники из тяговых цепей 32 ( 4.21, в) с закрепленными в их звеньях резцами. Каждая из двух цепей одним концом крепится на качающемся балансире 33, а вторым — на эксцентрично расположенном пальце 31 натяжного колеса, от которого она получает возвратно-поступательное движение- Вследствие этих движений часть грунта, находящаяся в верхней части откосов, отделяется от массива и обрушивается вниз, где, как и в случае роторных экскаваторов, захватывается ковшами и выносится на поверхность для разгрузки на отвальный конвейер.
Отвалообразователи 14 (см. 4.21, а, 6), представляющие собой ленточные конвейеры, устанавливают в полости ротора — в случае роторных экскаваторов или на тягаче — в случае цепных экскаваторов. В современных траншейных экскаваторах применяют два типа отвальных конвейеров: криволинейные 34 ( 4.21, ж), у которых рабочая ветвь конвейерной ленты изогнута по цилиндрической поверхности, и двухсекционные 21 (см. 4.21, а), состоящие из двух прямых участков, один из которых — горизонтальный — в зависимости от вида рабочего органа располагается в полости ротора или на тягаче и служит для эвакуации грунта из этой зоны, а второй — наклонный — отсыпает грунт в отвал с одной стороны траншеи. Криволинейные конвейеры используют на экскаваторах малой мощности (до 75 кВт), а двухсекционные — на экскаваторах средней и большой мощности. В зависимости от требуемой дальности отбрасывания грунта от траншеи, определяемой глубиной траншеи и боковыми уклонами дневной поверхности земли, криволинейные конвейеры устанавливают в требуемое положение путем передвижения в поперечном направлении относительно движения экскаватора. В двухсекционных конвейерах эту регулировку производят путем изменения угла наклона внешней, наклонной секции. Отвальный конвейер может быть установлен с любой стороны экскаватора. С этой целью криволинейные конвейеры передвигают в нужное положение, как и ранее, а двухсекционные переставляют на другую сторону с помощью грузоподъемного оборудования.
Траншейные экскаваторы оборудуют автономной силовой установкой с двигателем внутреннего сгорания, обычно дизелем. В зависимости от способа передачи энергии основным рабочим механизмам различают экскаваторы с механической, электрической, гидравлической и комбинированной передачами. Первый вид передач характерен для машин малой и средней мощности (до 120 кВт), а второй и последний — для машин большой мощности. Экскаваторы с чисто гидравлическими передачами в настоящее время не выпускаются. Благодаря возможности бесступенчато изменять, рабочие скорости передвижения экскаватора для привода ходового устройства весьма эффективны гидрообъемные передачи с насосами переменной подачи.