Экскаваторы непрерывного действия

 

Экскаваторы непрерывного действия разработку, транспортирование и разгрузку грунта производят одновременно и непрерывно. По сравнению с машинами цикличного действия они обеспечивают более высокую производительность, их успешно применяют при больших объемах вскрышных работ, добыче полезных ископаемых, рытье траншей, каналов, профилировании откосов и других земляных работах (см. рис. 5.2).

 

Рисунок 5.2 - Классификация многоковшовых экскаваторов

 

По способу работы экскаваторы непрерывного действия разделяют на машины продольного, радиального и поперечного копания, по виду рабочего оборудования - на цепные (скребковые и ковшовые), шнековые и роторные, по ходовому устройству - на гусеничные, колесно-рельсовые, шагающие, пневмоколесные; иногда экскавационное оборудование может быть смонтировано на автомобилях или тракторах (см. рис. 5.3 и 5.4).

а - г, ж, з - неповоротные цепные; д, е, и, к - поворотные цепные; л – роторный

с выдвижной стрелой; м, к - роторные с не выдвижной стрелой;

1 - ковшовая рама; 2 - планирующее поворотное звено ковшовой рамы;

3 - ковш; 4 - цепь; 5 - приемный желоб

Рисунок 5.3 - Конструктивные схемы цепных экскаваторов поперечного

копания и роторных радиального копания

Цепные ковшовые экскаваторы небольших моделей используются в карьерах и на складах сырья кирпичных заводов. Экскаваторы, оснащенные телескопической системой связи с гусеничной опорой (рис. 5.3, г), применяют для очистки мелиоративных каналов. Цепные ковшовые экскаваторы с вертикальной ковшовой рамой (рис. 5.3, д) могут разрабатывать не только траншеи, но и котлованы с вертикальными стенками. Навесным цепным скребковым траншейным оборудованием на тракторе «Беларусь» (см. рис. 5.3, и) разрабатывают траншеи глубиной до 1,6 м, шириной до 0,4 м.

а – д, ж, з - ковшовых; е, и- скребковых

Рисунок 5.4 - Конструктивные схемы траншейных экскаваторов

продольного копания

 

Грунт, разрабатываемый и поднимаемый скребками, перемещается горизонтальными шнеками по обе стороны от траншеи. Двухроторный каналокопатель (см. рис. 5.5) служит для разработки каналов глубиной до 1,7 м с заложением откосов 1:1.

Рисунок 5.5 - Роторные траншейные экскаваторы

В качестве рабочего органа цепных траншейных экскаваторов кроме ковшей применяют плужки, скребки и резцы, а также дополнительные к основным шнековые рабочие органы для разработки откосов или для перемещения разработанного грунта. Большое количество ковшей, скребков и других рабочих органов обеспечивает непрерывность работы экскаватора. Количество ссыпок разгружаемых ковшей составляет 0,5 - 3 в секунду и грунт перемещается непрерывной струей. Использование в качестве рабочих органов скребков обеспечивает 220 и более разгрузок в минуту. Кроме того, большое количество рабочих органов уменьшает усилие на одном ковше и инерционные нагрузки, обеспечивает лучшее использование транспортных средств, снижает ударные нагрузки на них при заполнении и повышает производительность машины. Многие из этих машин имеют более высокие удельные усилия на 1 см² сечения стружки, обычно составляющие не менее 0,7 МПа, а у машин с повышенным усилием копания не менее 1,2 - 1,5 МПа, что дает возможность разрабатывать ими мерзлые грунты. Цепные экскаваторы обеспечивают прямолинейность траектории работающих ковшей и поэтому точно планируют откосы.

Однако эти экскаваторы не могут разрабатывать взорванную скалу даже при хорошо выполненных взрывных работах и мелких кусках скалы вследствие быстрого износа транспортерных резиновых лент. Кроме того, большое количества шарниров цепей ковшовой рамы, особенно при большой длине последней и трении их при огибании нижних и особенно верхних звездочек под большой нагрузкой, снижает коэффициент полезного действия рабочего органа до 0,62 - 0,65, увеличивает износ цепей и необходимую мощность привода.

Силовым оборудованием экскаваторов являются двигатели внутреннего сгорания или электрические двигатели. Отдельные механизмы, как правило, оснащаются индивидуальным электрическим или гидравлическим приводом.

Следует также отметить, что большое количество элементов конструкции, удаленных друг от друга на значительное расстояние, у цепных экскаваторов поперечного копания и вскрышных роторных экскаваторов радиального копания - не менее 3 - 4 перегрузочных устройств, большое число основных и вспомогательных двигателей, удаленное от водителя разгрузочное устройство требуют увеличения числа обслуживающего персонала до 5 - 7, а на крупных машинах - до 8 - 10 чел. Это особенно необходимо при вязких грунтах, требующих периодических остановок для очистки перегрузочных систем, несмотря на наличие в машинах специальных механизмов для постоянной очистки конвейерных лент и перегрузочных устройств от налипания.

В строительстве наиболее широко применяют многоковшовые экскаваторы непрерывного действия продольного копания, как роторные, так и цепные средней и малой мощности.

Карьерные экскаваторы радиального копания, выполняемые на базе одноковшовых экскаваторов, в 1,5 - 1,7 раза производительнее базовых одноковшовых машин такой же массы. Их годовая производительность на 1 т массы - порядка 12000 м³ против одноковшовых экскаваторов, имеющих выработку 7000 - 8000 м³. Производительность их в грунтах средней прочности на 1 кВт мощности составляет 2,5 - 6 м³/ч против 0,8 - 1,85 м³/ч, а расход энергии снижается на 20 - 25%. Глубина забоя для малых моделей составляет 4 - 8 м, для средних 10 - 20 и для мощных 20 - 60 м. Высота забоя обычно меньше глубины на 20 - 30%.

Для обработки тупиковых забоев и разработки с одного уступа попеременно верхнего и нижнего забоев многоковшовые экскаваторы выполняют полноповоротными верхнего и нижнего копания (см. рис. 5.3, д, е, и, к). Они становятся более универсальными, но при этом на 15 - 25% увеличиваются их масса и на 10 - 15% габариты.