книги / Устройство и принцип работы экскаваторов, определение их производительности
..pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра «Автомобили и технологические машины»
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭКСКАВАТОРОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Методические указания
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2017
1
Составитель К.Г. Пугин
УДК 621.879(072.8) У82
Рецензент канд. техн. наук, доцент В.И. Кычкин
(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)
Устройство и принцип работы экскаваторов, определеУ82 ние их производительности : метод. указания / сост. К.Г. Пугин. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та,
2017. – 17 с.
Приведены теоретические сведения об одноковшовых экскаваторах и экскаваторах непрерывного действия, а также порядок расчета их теоретической, технической и эксплуатационной производительности.
Указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению бакалавриата «Строительство» (профиль подготовки «Автомобильные дороги и аэродромы»), очной и заочной форм обучения.
УДК 621.879(072.8)
ПНИПУ, 2017
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Общие методические указания............................................................. |
4 |
1. Теоретические сведения.................................................................... |
5 |
1.1. Одноковшовые экскаваторы ..................................................... |
5 |
1.2. Экскаваторы непрерывного действия...................................... |
8 |
2. Расчет производительности экскаваторов..................................... |
12 |
2.1. Определение производительности |
|
одноковшовых экскаваторов................................................... |
13 |
2.2. Определение производительности |
|
роторного экскаватора............................................................. |
14 |
2.3. Определение производительности |
|
цепного (скребкового) экскаватора........................................ |
14 |
Контрольные вопросы......................................................................... |
15 |
Список рекомендуемой литературы.................................................. |
16 |
3
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
При подготовке к практической работе внимательно прочитайте и проанализируйте ее содержание, ознакомьтесь с рекомендуемой литературой.
Цель работы: изучить устройство одноковшового и многоковшового экскаваторов, их рабочие процессы, методики определения их производительности.
Порядок выполнения работы:
1.Ознакомиться с теоретическими сведениями.
2.Схематично изобразить три вида экскаваторов:
– одноковшовый (с прямой и обратной лопатой),
– роторный,
– цепной.
Указать все их составные части (см. рис. 1, 3, 4, 5).
3.В соответствии с вариантом, указанным преподавателем, произвести расчет производительности трех видов экскаваторов.
4.Ответить на контрольные вопросы.
Отчет о практической работе должен включать в себя следующее:
1)тему практического занятия;
2)цель выполняемой работы;
3)схемы экскаваторов;
4)расчет производительности трех экскаваторов;
5)краткие ответы на контрольные вопросы.
Отчет выполняется налистахформатаА4 впроизвольнойформе.
4
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Экскаваторы относятся классу землеройных машин и по принципу разработки грунта подразделяются на одноковшовые экскаваторы (машины цикличного действия) и экскаваторы непрерывного действия (многоковшовые экскаваторы).
1.1. Одноковшовые экскаваторы
Одноковшовыми экскаваторами называют позиционные землеройные машины цикличного действия, оборудованные ковшовым рабочим органом.
Рабочий цикл одноковшового экскаватора состоит из последовательно выполняемых операций копания грунта, его перемещения
вковше к месту отсыпки, разгрузки ковша с отсыпкой грунта в отвал или в транспортное средство и возвращения ковша на позицию начала следующего рабочего цикла. В совокупности перечисленные операции еще называют экскавацией.
После отработки элемента забоя (части грунтового массива
впределах досягаемости рабочего оборудования) экскаватор перемещают на новую позицию. Совокупность рабочих циклов на одной позиции экскаватора вместе с его перемещением на новую позицию образует большой цикл.
Одноковшовые экскаваторы классифицируются по трем основным признакам.
По виду рабочего оборудования одноковшовые экскаваторы подразделяют на экскаваторы с оборудованием типа «прямая лопата» (рис. 1, а), предназначенные для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора, и экскаваторы с оборудованием типа «обратная лопата» (рис. 1, б; 2; 3), которые используются для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора.
По виду ходовых устройств выпускают экскаваторы пневмоколесные (см. рис. 2, а; 3) и гусеничные (см. рис. 1; 2, б).
По виду привода рабочего оборудования различают экскаваторы с гидроприводом (см. рис. 1, 3) (с жесткой подвеской рабочего
5
оборудования) и экскаваторы с механическим приводом (см. рис. 2) (с гибкой подвеской рабочего оборудования).
Рис. 1. Гидравлические гусеничные экскаваторы с оборудованием: а – типа «прямая лопата»: 1 – ходовая тележка, 2 – противовес, 3 – капот, 4 – кабина, 5, 8, 9 – гидроцилиндры стрелы, ковша и рукояти, 6 – стрела, 7 – рукоять, 10 – ковш, 11 – поворотная платформа; б – типа «обратная лопата»: 1 – ходовая тележка, 2 – поворотная платформа, 3 – капот, 4 – силовая установка, 5 – кабина, 6 – стрела, 7, 9, 11 – гидроцилиндры
рукояти, ковша и стрелы, 8 – рукоять, 10 – ковш
6
Рис. 2. Экскаваторы с механическим приводом и рабочим оборудованием типа «обратная лопата»: а – пневмоколесный; б – гусеничный; 1 – пневмоколесное ходовое устройство; 2 – поворотная платформа; 3 – двуногая стойка; 4 – стрелоподъемный канат; 5 – передняя стойка; 6 – кабина машиниста; 7 – подъемный канат; 8 – стрела; 9 – рукоять; 10 – ковш обратной лопаты; 11 – тяговый канат; 12 – опорно-поворотное устройство;
13 – гусеничное ходовое устройство
7
Рис. 3. Пневмоколесный гидравлический полноповоротный экскаватор с жесткой подвеской рабочего оборудования: 1 – опорно-поворотное устройство; 2 – пневмоколесное ходовое устройство; 3 – выносная опора; 4 – поворотная платформа; 5 – силовая установка; 6, 8, 9 – гидроцилиндры стрелы; 7 – стрела; 10 – рукоять; 11 – ковш обратной лопаты;
12 – бульдозерный отвал; 13 – кабина машиниста
Управление рабочим процессом одноковшовых экскаваторов требует постоянного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла.
1.2. Экскаваторы непрерывного действия
Экскаваторами непрерывного действия (многоковшовыми экскаваторами) называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал.
Рабочий орган этих машин 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.
8
Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений: относительного (непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траектории относительно несущей рамы) и переносного (перемещения 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.
Многоковшовые экскаваторы по сравнению с одноковшовыми имеют ряд преимуществ.
Прежде всего, однотипность рабочих движений экскаваторов непрерывного действия предопределяет автоматизацию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое заключается
вэтом случае лишь в начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и характеристикой разрабатываемого грунта, наблюдении за его работой и оперативном ручном управлении в экстремальных ситуациях.
Вторым важным преимуществом экскаваторов непрерывного действия перед одноковшовыми экскаваторами являются более полное использование во времени установленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая производительность.
Экскаваторы непрерывного действия предназначены для отрывки и засыпки траншей, для добычи строительных материалов
вкарьерах и для массовых земляных работ в строительстве. Экскаваторы непрерывного действия конструктивно делятся
на роторные и цепные.
Экскаваторы траншейные роторные (ЭТР) (рис. 4) предназна-
чены для разработки траншей прямоугольного или трапецеидального профиля в однородных талых грунтах 1–4-й групп, не содержащих крупных каменистых включений (до 300 мм), а также в мерзлых грунтах приглубине промерзания верхнего слоядо 1,1–1,5 м.
Размеры разрабатываемых отечественными экскаваторами траншей позволяют укладывать в них трубопроводы диаметром до 1420 мм включительно на глубину до 2,5 м.
9
Рис. 4. Принципиальная схема роторного траншейного экскаватора: 1 – гусеничный тягач; 2 – рама рабочего оборудования; 3, 4 – механизмы (гидроцилиндры) для подъема и привода рабочего органа; 5 – поперечный отвальный конвейер; 6 – пассивные ножевые откосники; 7 – ковшовый
ротор; 8 – ковши с зубьями (10–16 шт.)
Рис. 5. Принципиальная схема скребкового цепного экскаватора: 1 – базовый трактор; 2 – кабина; 3 – гидроцилиндр; 4 – трансмиссия; 5 – механизм подъема и опускания рабочего органа; 6 – конвейер; 7 – лоток; 8 – рабочий
орган с тяговой цепью; 9 – ковш-скребок
10