Многоковшовые траншейные экскаваторы

В строительстве наиболее широко используют экскаваторы продольной разработки грунта, так называемые траншейные, для получения траншей под инженерные коммуникации (кабели, трубопроводы), ленточные фундаменты зданий, для сооружения каналов и водопроводов, при выполнении мелиоративных работ. Экскаваторы поперечной и радиальной разработки грунта применяют в основном для вскрышных работ, открытых разработок полезных ископаемых и при разработке крупных карьеров строительных материалов (песка, гравия, глины).

Цепные и роторные траншейные экскаваторы продольной разработки грунта в большинстве случаев выполняют на базе переоборудованных гусеничных тракторов, у которых расширен и удлинён гусеничный ход, а в трансмиссию включён ходоуменьшитель для получения пониженных скоростей передвижения машины.

Цепные траншейные экскаваторы выпускают производительностью до 220м³/ч при глубине отрываемой траншеи до 3,5м и ширине до 1,1м. Рабочим органом цепных экскаваторов (рис. а) является одно или двухрядная втулочно-роликовая цепь, огибающая по замкнутому контуру наклонную под углом 30÷55° и несущая на себе ковш или скребки. Ковш заполняется последовательно, вырезая также стружки на наклонной поверхности забоя при совмещении двух движений – касательного вместе с цепью и продольного – продвижением (подачей) всей машины вдоль траншеи.

При опрокидывании ковшей вокруг верхнего поперечного вала 2 грунт ссыпается в перегрузочный бункер 1. Расположенный под бункером ленточный конвейер 6 выносит грунт в отвал на бровку траншеи или в транспортное средство. Конвейер 6 может выдвигаться влево или вправо от продольной оси машины, обеспечивая разгрузку грунта. Ковшовая цепь 3 и конвейер 6 приводится в движение двигателем базовой машины через редуктор и цепные передачи. Скорость цепи не превышает 1,2м/с.

Для увеличения ширины траншеи на ковшах крепят (через один) боковые ножи-уширители или применяют ковши разной ширины. При работе в слабых грунтах, где возможно осыпания стенок траншеи, на ковшовую раму устанавливают приводные винтовые фрезы, придающие стенкам траншеи ступенчатый профиль.

Скребковый рабочий орган с однорядной цепью (рис. б) навешивают на пневмоколёсные серийные тракторы и предназначают для рытья траншей глубиной до 1,6м и шириной 0,2÷0,4м в грунтах I…III групп. Грунт послойно срезается резцами 8различной ширины и поднимается из траншеи скребками 7.Затем винтовые конвейеры 9 сдвигают грунт в обе стороны от траншеи.

Также одноцепные экскаваторы применяют на рассредоточенных земляных работах небольших объёмов. Их производительность составляет 60÷80м³/ч.

Двухцепные скребковые экскаваторы могут разрабатывать траншеи в мёрзлых грунтах при глубине промерзания до 1м. Для этого их снабжают сменным оборудованием в виде скребков, оснащённых зубьями с износостойкой наплавкой.

Рис. 12.16. Цепной траншейный экскаватор.

а – схема экскаватора с ковшовым рабочим органом; б – схема скребкового рабочего органа.

1 – перегрузочный бункер; 2 – верхний вал; 3 – цепь; 4 – ковш;

5 – ковшовая рама; 6 – выдающий ленточный конвейер; 7 – скребки;

8 – резец; 9 – винтовой конвейер; 10 – ось поворота ковшовой рамы.

Траншейные роторные экскаваторы разрабатывают траншеи прямоугольного или трапецеидального профиля в немёрзлых грунтах I…IV групп, а также в мёрзлых грунтах при глубине промерзания верхнего слоя до 1,1÷1,5м.

Роторные экскаваторы более производительны, чем цепные, так как допускаемая скорость ковшей у них больше – до 2÷2,5м/с. В цепях при таких скоростях появляются вредные динамические нагрузки, снижающие их долговечность, однако масса роторных экскаваторов при одинаковой глубине траншеи больше, чем у цепных, так как диаметр ротора должен превышать глубину траншеи не менее чем в 1,6 раза.

Роторные экскаваторы отрывают траншеи глубиной не более 2,5м. Производительность траншейных роторных экскаваторов доходит до 1200м³/ч.

Наиболее широкое применение роторные экскаваторы получили при прокладке траншей большой протяжённости с высоким темпом прокладки. Например, при строительстве нефте- и газопроводов.

Рабочим органом экскаваторов этого типа (рис.) является ротор 6 – жёсткое колесо с ковшами. Внутри ротора помещён поперечный ленточный конвейер 4. Ковши 7 при вращении ротора поднимают разрабатываемый грунт из траншеи и высыпают его на ленту конвейера 4, отбрасывающего грунт на бровку траншеи. Глубина отрываемой траншеи регулируется гидроцилиндром 2, к штоку которого прикреплены подъёмные цепи и тяги. Дно траншеи обрабатывается зачистным башмаком 5. Для рытья различных траншей на один и тот же базовый тягач могут навешиваться сменные рабочие органы с различной ширной и диаметром ротора.

Рис. 12.17. Роторный траншейный экскаватор.

1 – рама рабочего оборудования; 2 – гидроцилиндр; 3 – цепная передача привода; 4 – ленточный выдающий конвейер; 5 – зачистной башмак; 6 – ротор; 7 – ковш; 8 – ножевой откосник.

Для получения траншей с наклонными стенками на рабочем органе устанавливают ножевые откосники 8. В мёрзлых грунтах могут быть применены активные фрезерные уширители. Днище ковшей выполняют из цепей, которые при опрокидывании ковшей в верхнем положении прогибаются, встряхиваются и обеспечивают хорошую выгрузку грунта. Ковш оснащён зубьями из легированных сталей. Для работы в плотных и мёрзлых грунтах зубья упрочняют пластинками из твёрдых сплавов.

Роторные экскаваторы продольной разработки грунта выпускают навесными и полунавесными к гусеничным тягачам. В последнем случае в рабочем и транспортном положениях роторы опираются на дополнительные опорные колёса (рис.). Мощность силовых установок роторных экскаваторов достигает 400÷500кВт.

Экскаваторы непрерывного действия имеют широкий диапазон рабочих скоростей движения: цепных 10…400м/ч и роторных 10…800м/ч. Транспортные скорости многоковшовых экскаваторов составляют 1,2…6км/ч.

Для повышения точности работы траншейные экскаваторы снабжают автоматическими устройствами выдерживания глубины траншеи. В качестве копира используют натянутую проволоку, пропущенную по геодезическим приборам параллельно оси траншеи. По проволоке движется щуп датчика, который подаёт сигнал на механизм подъёма ковшовой рамы. В качестве копира могут быть использованы световые лучи, в частности лазерные, которые достаточно точно копируют профиль будущей траншеи.