Типы многоковшовых экскаваторов

Многоковшовые экскаваторы являются машинами, у которых процесс выемки горных пород из массива и их разгрузки происхо­дит непрерывно. Они применяются при погрузке горных пород в железнодорожные вагоны или на ленточные конвейеры, а также в комплексе с транспортно-отвальными .мостами или конвейерными отвалообразователями при перевалке вскрышных пород в выработан­ное пространство карьера. Сочетание экскаватора с конвейерами, транспортно-отвальным мостом или конвейерным отвалообразователем называется комплексом горнотранспортного оборудования непрерывного действия.

Многоковшовые экскаваторы по сравнению с одноковшовыми более экономичны в работе и позволяют значительно повысить производительность труда. Однако применение их, в отличие от одноковшовых экскаваторов, эффективно только при разработке некрепких пород: песков, глин, мергелей, бурых углей, бокситов, фосфоритов и др.

По конструкции рабочего оборудования многоковшовые экска­ваторы делятся на цепные и роторные.

Рабочее оборудование ц е п н ы х м н о г о к о в ш о в ы х э к с к а в а т о р о в (рис. 124) состоит из ряда ковшей-черпаков, укрепленных на бесконечной цепи и движущихся по черпаковой раме, которая шарнирно соединена с корпусом экскаватора и служит направляющей опорой для бесконечной черпаковой цепи. Наклон рамы регулируется опусканием или подъемом подвесного каната.

При работе экскаватора порода забирается ковшами, находящи­мися на нижней ветви черпаковой цепи, прижатой к забою весом рамы. Наполненные черпаки поднимаются к верхнему приводному барабану и разгружаются в бункер, откуда порода поступает в ва­гоны или на разгрузочный конвейер. ,

Расстояние между двумя смежными ковшами на черпаковой цепи называется черпаковым шагом. Он измеряется числом промежуточ­ных холостых звеньев и бывает четырех-, шести-, восьми- и одиннадцатизвенным. При разработке рыхлых, легкоэкскавируемых и свободно разгружаемых пород черпаки располагают чаще. Для нали­пающих и трудноэкскавируемых пород применяют восьми- или реже одиннадцатизвенную черпаковую цепь.

К цепным многочерпаковым экскаваторам относятся также скребково-черпаковые и фрезерно-черпаковые экскаваторы, предназ­наченные для разработки более плотных пород. Первые отличаются на­личием в рабочем органе двух одновременно действующих цепей — скребковой, снабженной зубьями для отделения породы от забоя, и черпаковой, на которой укреплены черпаки. Вторые разрушают породу в забое специальными вращающимися фрезами, укреплен­ными на черпаковой раме. Скатывающаяся к подошве уступа порода подбирается черпаками и перемещается к погрузочному бун­керу.

По направлению черпания цепные многочерпаковые экскаваторы разделяют на экскаваторы только верхнего или только нижнего черпания, экскаваторы верхнего и нижнего черпания последова­тельно, а также экскаваторы, имеющие две черпаковые рамы для одновременного верхнего и нижнего черпания.

Наиболее распространены на карьерах экскаваторы с нижним черпанием. Производительность их благодаря лучшему наполнению черпаков на 10 —15% выше, чем экскаваторов с верхним черпанием.

Рис. 124. Многоковшовый цепной экскаватор при работе с нижним

черпанием.

Экскаваторы с верхним черпанием чаще применяют для разра­ботки первого уступа с неровной поверхностью, когда применение экскаваторов с нижним черпанием требует значительного объема планировочных работ.

По степени поворотности ценные многочерпаковые экскаваторы бывают полноповоротные и неповоротные. Наибольшее распростра­нение получили полноповоротные экскаваторы, у которых корпус с черпаковой рамой поворачивается относительно ходовых тележек, что позволяет с одной рабочей площадки последовательно разраба­тывать два уступа — один верхним, а другой нижним черпанием.

Цепные многочерпаковые экскаваторы выпускаются главным обра­зом на рельсовом ходу. Гусеничный ход обычно имеют только малые модели экскаваторов.

Мощные экскаваторы на рельсовом ходу разгружаются на кон­вейер или в вагоны, которые поступают под погрузку через специаль­ные проезды под корпусом экскаватора. Таких проездов бывает один или два и соответственно экскаваторы называют одно- или двух-портальными. Двухпортальные экскаваторы имеют двухколейный путь, что позволяет упростить подачу составов под погрузку.

Экскаваторы на гусеничном ходу и частично малые модели экска­ваторов на рельсовом ходу имеют разгрузочную консоль, с помощью которой осуществляется боковая погрузка в транспортные сосуды. Разгрузочная консоль может поворачиваться на 110—130°, что поз­воляет сократить объем путепередвижных работ.

Привод цепных экскаваторов обычно электрический. Напряжение основных двигателей 3000 и 6000 в, остальных — 380 в. Дизельный привод применяют только на экскаваторах небольших моделей. Черпаковая рама у цепных экскаваторов бывает жесткая, без планирующего звена или с планирующим звеном, и многошарнир­ная. Экскаваторы с жесткой рамой применяют для валовой выемки, с многошарнирной — для селективной.

Планирующие звенья, располагаемые в конце рамы (при нижнем черпании) и в начале (при верхнем), используют для уборки гребней и планировки площадок. Их можно устанавливать горизонтально или по оси рамы для ее удлинения.

В зависимости от емкости черпаков цепные экскаваторы делят на траншейные (канавокопатели) с черпаками емкостью менее 100 л, малой мощности (до 300 л), средней мощности (300—600 л), мощные (600—1000 л) и весьма мощные (более 1000 л).

Наибольшее распространение на карьерах получили экскава­торы средней мощности и мощные с нижним черпанием на рельсовом ходу. Малые модели применяют главным образом на добыче глин, песков и на вспомогательных горных работах.

Рабочим органом роторных экскаваторов явля­ется роторное колесо с черпаками, укрепленное на конце стрелы экскаватора. При вращении роторного колеса черпаки срезают в забое стружку породы и наполняются, а затем при достижении верхнего положения разгружаются, и порода поступает на конвейер, расположенный на стрелке экскаватора сбоку от роторного колеса. Роторные экскаваторы отличаются от цепных меньшим весом и более низкими эксплуатационными раходами при равной производи­тельности, а также большим радиусом действия и повышенным режущим усилием на зубьях черпаков, что позволяет применять их при разработке более плотных горных пород.

Емкость черпаков у современных роторных экскаваторов изме­няется от 40 до 4000 л, производительность их достигает 100 тыс. м³ в сутки. Диаметр роторного колеса составляет 2,5—18 м, скорость вращения его 1—5 м/сек.

Число черпаков на роторном колесе изменяется в зависимости от свойств разрабатываемых пород от 6 до 12. При разработке нали­пающих рыхлых пород применяют роторные колеса с меньшим

количеством черпаков, при разработке более крепких пород - с большим.

Для предотвращения налипания породы днища черпаков часто изготовляют в виде сетки из отрезков корабельных цепей; при подъ­еме черпаков цепи провисают и освобождаются от налипшей породы.

Различают экскаваторы с невыдвижной и выдвижной роторной стрелой. У первых ротор на забой подается при подвигании всего экскаватора, у вторых — за счет выдвижения роторной стрелы, которое может достигать нескольких десятков метров. Экскаваторы с невыдвижной стрелой имеют более простую конструкцию и при одинаковых параметрах на 20—25% легче, чем с выдвижной стрелой, но при работе их требуются более частые передвижки для подачи ротора на забой. Экскаваторы с выдвижной стрелой передвигаются только после отработки заходки на величину, равную величине подачи роторной стрелы. Поэтому более легкие экскаваторы неболь­шой мощности обычно выпускают с невыдвижной, а мощные тяжелые экскаваторы — с выдвижной роторной стрелой.

Роторные экскаваторы обычно работают верхним черпанием. В последние годы начали создавать экскаваторы, предназначенные для верхнего и нижнего черпания (рис. 125). При переходе от верх­него черпания к нижнему направление вращения ротора изменяется.

Большинство роторных экскаваторов имеют гусеничный ход. Рельсовым ходом оборудуют экскаваторы, работающие в комплексе с транспортно-отвальными мостами.

Роторные экскаваторы применяют на вскрышных и добычных работах при разработке горных пород с коэффициентом крепости по М. М. Протодьяконову не более 3. Они наиболее эффективны при селективной разработке сложных залежей полезных ископаемых (табл. 25).