Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

dorozhnostroit

.pdf
Скачиваний:
86
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
17.4 Mб
Скачать

 

включается одновременно с выходом ковша из забоя, который произво-

 

дится без остановки подъемного движения втягиванием ковша, чтобы

 

уменьшить при разгоне момент инерции вращающейся части экскавато-

 

ра, а также снизить износ опорно-поворотного устройства.

 

Выгрузка производится в момент окончания поворотного движе-

 

ния и начала поворота в забой. Таким образом, она производится час-

 

тично или полностью «на ходу» при совмещении части операции с

 

поворотом. Поворот в забой обычно начинается еще во время выгруз-

 

ки и сопровождается втягиванием и опусканием ковша в место, наме-

 

ченное для нового копания. Максимальная скорость опускания ковша

 

составляет 2 - 3 м / с .

 

В настоящее время среди канатно-блочных экскаваторов чаще при-

 

меняют оборудованные драглайном в качестве рабочего органа. Ковш

 

драглайна подвешивается к рабочему оборудованию на канатах. Такая

 

машина работает ниже уровня стоянки и по направлению к экскаватору,

 

т. е. «на себя», преимущественно в отвал. По сравнению с прямой и

 

обратной лопатами у драглайна значительно больше (до 50%) глубина

 

копания, высота выгрузки и радиус копания.

 

На рис. 7.15 приводится схема драглайна. Вместимость стандартно-

 

го ковша обычно равна или несколько больше вместимости ковша пря-

 

мой лопаты. Управление операциями внедрения ковша в грунт, копания,

 

выгрузки в драглайне осуществляется с помощью канатов, прикреплен-

 

ных к ковшу. На рис. 7.16 показаны ковш драглайна и схема крепления

 

к нему канатов. Ковш драглайна имеет форму совка, он открыт спереди и

 

сверху. Арка, связывающая спереди стенки ковша, придает ему жест-

 

кость и служит для крепления разгрузочного каната.

 

Для обеспечения заполнения и разгрузки ковша арку и боковые

я

стенки делают часто расширяющимися кверху под углом 5-8", днище -

3

сужающимся к задней стенке под таким же углом. Для работы в креп-

^

ких грунтах задняя стенка выполняется ниже, в мягких выше. В комп-

§лект ковша входит упряжь, которая состоит из тяговых цепей. Они кре-

*пятся к канату и к боковым стенкам ковша с помощью проушин. Для

ш

предохранения цепей от истирания служит распорка: к арке ковша на

я

шарнире закреплен ковш, а к нему разгрузочный канат, переброшенный

£

через опрокидной блок. Тяговый канат соединен с тяговыми цепями, а

5

они, в свою очередь, - с ковшом. Ковши драглайнов выполняют с зубь-

|

ями или без зубьев с полукруглой режущей кромкой. Ковши с полу-

g

круглой режущей кромкой обеспечивают хорошее заглубление рабочего

§

органа. Тяговый канат поступает на ловитель, установленный на пово-

180

ротной платформе, который обеспечивает очистку каната от грунта и направление его на барабан лебедки.

Рис.

7.15.

Экскаватор с

драглайном:

 

1 - ходовое оборудование;

2 -

платформа;

3 -

рабочее

оборудова-

ние;

4 -

трос;

5 - стрела;

6 -

ковш

 

Рис. 7.16. Конструкция

ковша

драглайна

181

7.7.4. Экскаваторы

с гидравлическим

приводом

Гидравлический привод позволяет преобразовать крутящий момент, передаваемый от приводного двигателя к рабочему и ходовому оборудованию экскаватора, с помощью рабочей жидкости, без громоздких механических передач. Благодаря более совершенной кинематике рабочего оборудования, малой скорости, большому усилию, реализуемому гидроцилиндром, и при одинаковом с механическим экскаватором шасси гидравлические экскаваторы имеют большую вместимость ковша, значительно расширенные и улучшенные технологические возможности. Нормализация и унификация элементов гидропривода позволяют значительно уменьшить номенклатуру запасных частей для парка эксплуатируемых машин, что, в свою очередь, приводит к сокращению времени, необходимого на техническое обслуживание, улучшению условий труда и повышения его производительности. Использование гидропривода позволяет получить на зубьях ковша усилия, в 3 - 4 раза превышающие, развиваемые подобным оборудованием канатных машин такой же мощности и массы. Это резко расширило область их применения.

Конструктивно-кинематическая схема рабочего оборудования гидравлического экскаватора обеспечивает жесткую передачу усилия при любом движении ковша, что обеспечивает точность движения рабочего органа и возможность изменения скорости движения рабочего органа, недостижимых при канатных системах. Ввиду того, что рабочие цилиндры должны перемещаться вместе с рабочими органами, подводка трубопроводов к цилиндрам в основном осуществляется гибкими шлангами. Сложное силовое управление механическими передачами при этом заменялось легким управлением золотниками, изменяющими направление

«движения жидкости, подаваемой насосом высокого давления в рабочие

£цилиндры. Механические передачи, насчитывающие в экскаваторах ты-

3

сячи деталей, заменяются несколькими десятками элементов. Отсюда

S

следует, что главной особенностью гидравлического экскаватора являет-

§

ся малое количество элементов трансмиссии и механизма привода рабо-

*чего оборудования.

ы

Устройство экскаваторов. Гидравлические экскаваторы могут

g

работать с различным рабочим оборудованием: прямой лопатой, погру-

£зочным оборудованием, обратной лопатой, грейфером. На рис. 7.17 при-

5 ведены схемы экскаваторов с различным оборудованием. Экскаватор

^состоит из поворотной платформы, противовеса, кабины, стрелы, гидроци-

g линдров подъема и опускания стрелы, опорно-поворотной платформы и

§ходового устройства. На опорно-поворотной платформе экскаватора мон-

182

тируется двигатель внутреннего сгорания, гидростанция, кабина с выне- с е н н ы м и в нее рукоятками и педалями управления. Спереди кабины шарнирно крепится рабочее оборудование. Для обеспечения устойчивости устанавливается противовес. Поворот платформы осуществляется при помощи гидродвигателя. К поворотной платформе крепится подвижная часть центрального масляного коллектора, через который рабочая жидкость попадает к гидромоторам ходового устройства.

Рис. 7.17.

Схемы

экскаваторов

с различными

видами

рабочего

оборудо-

 

вания:

а -

прямая

лопата;

б -

обратная

лопата;

в -

драглайн;

г -

кран;

д -

грейфер;

е - погрузчик;

ж

—копер; з -

боковой

драглайн;

и -

планировщик;

к -

гидромолот;

л

-

корчеватель;

м -

дизель-молот;

н - захватно-лицевое оборудование

с рыхлителем;

о —

рыхлитель.

183

На колесных экскаваторах устанавливают аутригеры, обеспечивающие разгрузку ходового устройства при выполнении рабочих операций, улучшение устойчивости машины.

Экскаваторы с гидравлическим приводом могут разрабатывать грунты I—IV категорий, а иногда и выше. Погрузочная лопата может разрабатывать грунт путем срезания ступенчатой стружки, копанием на месте путем поворота ковша выше уровня стояния, производить копание ниже уровня стояния, планировку площадки.

Обратная лопата, как и погрузочная, может копать грунт за счет движения ковша по любой траектории путем поворота ковша, рукояти, стрелы или совмещая эти движения. Обратной лопатой возможно производить разработку грунта как выше уровня стояния, так и ниже.

Работа выше уровня стояния позволяет повысить разрушающую способность лопаты вследствие возможности увеличения силы копания как за счет массы рабочего оборудования, так и за счет массы скалываемого грунта.

Работа обратной лопатой ниже уровня стояния начинается рытьем траншеи или котлована с постепенным его углублением, а затем работают наклонными стружками, реже проходят вертикальными стружками сразу на всю глубину.

Разгрузку ковша обратной лопаты выполняют обычно поворотом ковша: лобовая стенка при этом наклоняется на 50-55* к горизонту. В липких грунтах приходится встряхивать ковш для полной разгрузки или применять более сложный ковш с принудительной разгрузкой.

Основные конструкции ковшей обратных лопат показаны на рис. 7.18. Как правило, в отличие от более прямоугольных прямых лопат все

ковши обратной лопаты имеют полукруглую форму. Это объясняется тем,

я

что они двигаются по более пологим траекториям, и стружка, перемещаясь

g

по такому ковшу, имеет меньшее сопротивление перемещению. При копа-

^

нии прямой лопатой в конце процесса наполнения траектория движения

§

ковша более крутая и грунт осыпается в ковш под действием веса.

®Достаточно широко используют грейферное и захватное оборудова-

ы ние. Для мягких материалов применяют захваты без зубьев, а для более

япрочных использоваться с зубьями, для камней и штучных твердых гру-

&

зов многолопастные, для

выполнения с / х работ - вилочные. Используют

^

грейферы и при копании

колодцев, наращивая при этом рабочий орган.

ЛНа гидравлических экскаваторах может устанавливаться крановое

g

оборудование (зачастую к задней стенке ковша крепят крюк), гидравли-

§

ческие и пневматические молоты для разрушения камней, дорожной одеж-

184

ды, скалы, сверла для бетона и скалы, рыхлящие зубья, трамбовки, оборудование для свайных работ, валки леса, срезки деревьев, уборки дворов, стрижки кустарника, сколки льда и др.

Рис. 7.18. Конструкции

ковшей

обратной лопаты:

а -

обратной

лопаты; б - обратной

лопаты

для

траншейных

работ;

в - погру-

зочные; г - планировочные;

д — трапецеидальные

для

канав.

Определение производительности

экскаваторов.

В отечествен-

ной литературе принято различать три вида производительности: теоретическую, техническую и эксплуатационную. Ряд зарубежных авторов еще вводят понятие базовой производительности. Теоретическая производительность - это конструктивно-расчетная производительность машины. Расчетным путем ее определить сложно.

185

Под базовой производительностью понимают производительность сравнительно новой машины (определенную экспериментальным путем), срок эксплуатации которой не превышает 2500 машино-часов, замеренную в следующих условиях: угол поворота рабочего оборудования для разгрузки 90*, разгрузка производится в отвал, высота или глубина копания является оптимальной, нет пространственных ограничений на строительной площадке, стрела установлена в среднее положение, квалификация оператора хорошая, хорошее состояние режущей кромки и зубьев, работа идет беспрерывно в течение одного часа.

Техническая производительность отличается от базовой тем, что учитывает технические факторы, влияющие на повышение или понижение производительности.

Эксплуатационная производительность, часовая, сменная, месячная или годовая, отличается от технической влиянием квалификации опера-

тора и использованием рабочего времени.

 

 

 

Теоретическая производительность

одноковшовых

экскаваторов

определяется по формуле:

 

 

 

 

П=Уг-п

 

(7.39)

где

V' -

геометрическая вместимость ковша в м3; п -

теоретически

возможное число циклов в час.

 

 

 

 

3600

 

 

 

 

П = ~ Т ~

 

(7.40)

 

 

Ц

 

 

где

Т^ -

продолжительность одного цикла

в секундах.

 

 

Базовая производительность , определенная для экскаваторов, обору-

дованных прямой и обратной лопатой, приведена на рисунках 7.17-7.20. Для экскаваторов, оборудованных другим типом рабочего оборудова-

ния, базовая производительность может определяться по формуле:

 

 

Пв,=Пб11а

 

(7.41)

где К — поправочный коэффициент.

 

 

Техническая производительность

определяется по формуле:

 

 

Л т е х = П б - ^ / „

м 3 / ч

(7.42)

где f , = fi- f2 /з • /4

'Л»/б • f ~ коэффициент, учитывающий глубину или

высоту копания; / -

коэффициент, учитывающий угол поворота рабочего

оборудования при разгрузке; f— коэффициент, учитывающий условия разгрузки; / — коэффициент, учитывающий состояние режущей кромки

186

и зубьев ковша; f5~ коэффициент, учитывающий установку стрелы; / - коэффициент, учитывающий тип транспортного средства.

Эксплуатационная производительность определяется по формуле:

П ^ П ^ - k . - f i ,

(7.43)

где kH - коэффициент использования

машины по времени; /

- коэффи-

циент, учитывающий квалификацию

оператора.

 

При определении базовой производительности экспериментально определяют производительность машины при фиксированных условиях.

Значение базовой производительности для гидравлических и канат- но-блочных экскаваторов с рабочим оборудованием (обратная лопата, прямая лопата и погрузочный ковш) представлено на рисунках 7.19-7.22.

Классификация грунтов по трудности их разработки применительно

к эскаваторам представлена в таблице 7.11.

 

 

 

Таблица 7.11

Классификация

грунтов по трудности их

разработки

Характеристики грунта

 

класса

 

 

 

1

2

 

Верхний слой, в который наряду с песчаными, супесчаными, суг-

1линистыми и глинистыми частицами входят и органические материалы.

2Плывуны. Грунты, которые легко переходят от текучего до твердого состояния с изменением количества влаги

Несвязные и малосвязные материалы (песок, гравий, супесь, пес- чано-гравийные смеси) с весовой примесью до 15% и глинистых частиц (величина частиц менее, чем 0,006 мм 0 и с более, чем 30%

3содержанием каменистых включений размеров от 63 мм до 300 мм. Органические виды грунтов с малым содержанием воды (например, прочный торф).

Грунты средней трудности разработки. Смесь из песка, гравия, пылеватых частиц и глины с содержанием частиц менее 0,006 мм

4более, чем 15%. Связные грунты от слабо до средне-пластинчатых, которые при изменении влажности меняют свойства от слабых до прочных, и с повышенным содержанием каменистых включений (более 30%) размером от 63 мм до 300 мм.

а

187 •

Продолжение табл. 7.11.

1

2

Тяжело разрабатываемые виды грунтов. Виды грунтов класса 3 и 4,

5которые содержат более30% по весовому содержанию каменистых включений размером от 0,01 м3 до 0,1 м3 (диаметром от 30 до 60 см).

Легкие скальные породы. Слабо связанные трещиновые скальные породы, имеющие слоистую структуру. Прочные связные сухие грунты. Несвязные и связные виды грунтов, которые более, чем 30%

6веса включают скальную породу размером от 0,01 м3 до 0,1 м3.

Тяжело разрабатываемая скала. Виды скальных пород, которые

7имеют высокую структурную прочность и малую трещиноватость: выветренный сланец, отвалы шлака, навал полезного ископаемого, разрыхленные кусковые скальные материалы.

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.12.

 

Плотность

и коэффициент

разрыхления

 

для

основных

видов

грунтов

 

 

Вид грунта

Плотность грунта, кг/м3

Коэффи-

Коэффициент

 

 

в естест-

в разрых-

циент

наполнения

 

 

 

венном

ленном

разрыхле-

ковша

 

 

залетании

состоянии

ния

экскаватора

1

Песок сухой

 

1920

1710

1,12

1,12

2

Песок влажный

 

2280

2030

1,12

1,12

3

Гравий (6-50 мм)

 

1180

1680

1,12

1,12

 

сухой

 

 

 

 

 

4

Гравий (6-50мм)

 

2130

1900

1,12

1,12

 

влажный

 

 

 

 

 

5

Суглинок и

 

1890

1350

1,40

1,3

 

гравий сухие

 

 

 

 

 

6

Суглинок и

 

2240

1600

1,40

1,3

 

гравий влажные

 

 

 

 

 

7

Суглинок в есте-

 

1750

1250

1,40

1,3

 

ственном залета-

 

 

 

 

 

 

нии

 

 

 

 

 

8

Глина сухая

 

1560

1250

1,25

1,25

9

Глина влажная

 

2000

1600

1,25

1,25

10

Щебенка мелкая

 

2460

1600

1,54

1,3

11

Щебенка крупная

 

2670

1600

1,67

1,3

12

Скала порода

 

2970

1800

1,65

1,35

188

Рис. 7.19.

Базовая

производи-

тельность

гидравлических

эк-

скаваторов

с рабочим оборудо-

ванием -

прямой

лопатой.

 

v

Рис. 7.20. Базовая производительность гидравлических экскаваторов с рабочим оборудованием обратной лопатой.

Для определения базовой производительности экскаваторов с другим типом рабочего оборудования, используют формулы:

- для обратной лопаты

 

 

Пк

=0,9П

б'

(7.44)

 

 

 

б о

'

 

 

 

-

для

драглайна

 

 

 

 

 

 

 

пб=

 

0,8Пб,

(7.45)

л

 

 

 

 

 

 

 

-

для

грейфера

 

 

 

 

я

 

 

 

 

S

 

 

Г/

=0,6511

(7.46)

$

 

 

о.г. '

 

б

 

 

 

Проведено значительное число исследований по выбору оптималь-

g

ной высоты и глубины копания экскаваторов. Основным критерием

5

являлось минимальное время набора грунта в ковш. Исследования про-

w

водились на различных грунтах на экскаваторах с вместимостью ковша

§

от 0,5 до 3 м3. Для экскаваторов с канатно-блочной системой управле-

н

ния, оборудованных прямой лопатой, оптимальное значение высоты ко-

©

пания приведено на рисунке 7.21. Значение коэффициента

учитываю-

|

щего отклонение от оптимальной высоты, приведено на рисунке 7.22.

°

Ковш гидравлического экскаватора может поворачиваться не только отно-

ч

189 •

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]