Бурове устаткування

Породи руйнуються робочим органом (інструментом), що приводиться в рух приводами бурових або ручних машин. Зруйнована порода (шлам) з нижньої частини порожнини (вибою) видаляєть­ся безпосередньо робочим органом, про­дуванням порожнини стисненим повітрям із промиванням водою та відсмоктуван­ням пилу. Конструкція робочого органа і метод видалення шламу значною мірою визначаються способом буріння. Розріз­няють механічний і фізичний способи бу­ріння. До механічного способу належать обертальне, ударне і віброударне, а до фі­зичного — термічне і гідравлічне буріння.

Обертальне буріння засноване па руй­нуванні породи через її різання і стиран­ня різцем робочого органа (бура), що має одночасно обертальний і поступальний рух уздовж осі свердловини. Свердлови­ни можна бурити в різних напрямах — вертикальному, горизонтальному і похило­му, що є перевагою способу. Цей спосіб характеризується високою продуктивніс­тю, оскільки процес буріння відбувається безперервно. Найефективніший оберталь­ний спосіб при бурінні порід з нижчою від середньої міцністю ( s_см.150 *10⁶ Па), оскільки при бурінні твердіших порід кромка різця не може сколювати породу стружкою значної товщини і руйнує по­роду стиранням. Різець швидко спрацьо­вується, швидкість буріння надає, а про­дуктивність зменшується.

Ударне буріння здійснюється підні­манням і опусканням важкого інструмен­та — бурового долота, яке, завдаючи уда­рів по розроблюваній породі, руйнує її. Після кожного удару долото повертаєть­ся на деякий кут щодо своєї осі, а нові удари поступово руйнують породу по всьому перерізу свердловини, падаючи їй круглу форму. За такого способу бурін­ня тверді породи розколюються і дроб­ляться, а м'які — ріжуться і мнуться. Ви­користання удару дає змогу створювати великі навантаження у зоні контакту до­лота і породи, тому цей спосіб можна за­стосовувати для руйнування порід різної міцності. Однак при бурінні порід з ниж­чою від середньої міцністю ударне бурін­ня поступається продуктивністю обер­тальному. Тому ударне буріння доцільне для порід, які мають міцність вищу від середньої.

Якщо кромка бура містить більше ніж один різець, розміщений по своєму діа­метру, то такий робочий орган називають шарошкою.

При шарошковому бурінні породи руй­нують різці шарошки, що обертається на­вколо вертикальної осі штанги, на якій вона закріплена, при одночасному тиску штанги на породу.

Віброударне буріння поєднує ударні й обертальні способи буріння. Породу руйнує обертовий робочий орган, який одночасно здійснює часті коливання вздовж своєї вертикальної осі, що сприяє підвищенню швидкості буріння. Як і ударне, віброударне буріння застосовують під час розробки твердих порід чи прова­дження робіт узимку.

Термічне буріння здійснюють вогне­струминними пальниками і високотемпе­ратурними газовими струменями, що впли­вають із надзвуковою швидкістю па роз­роблювану породу. При нагріванні поро­да розширюється і внаслідок виникнення напружень розтріскується й руйнується. У цей спосіб розробляють тверді породи з високими абразивними властивостями.

Гідравлічне буріння засноване па ви­користанні рідини (води), що подається у вибій під тиском. Цей спосіб застосову­ють для буріння свердловин у піщаних і глинистих ґрунтах. При бурінні скель­них порід використовують енергію топ­кого струменя води (0,8... 1,0 мм), що має надзвукову швидкість при тиску близько 200 Па.

Основними робочими органами буро­вого устаткування є гвинтовий бур, удар­но-поворотне і шарошкове долота.

Гвинтовий бур (рис. 2.1, а)має ви­гляд штанги / із навареною на ній гвин­товою спіраллю 2, нижня кромка якої ос­нащена різцями 3 із твердих сплавів.

Рис. 2.1. Основні види буровою інструменту:

а — гвинтовий бур: 6 - ударно- пово­ротне долота; в — шарошкове долото; 1 — штанги; 2 - гвинтова спіраль; 3 - різець; 4 — стрижень: 5 - різальна кромка; 6-канал; 7 — корпус; 8— лапа ; 9 — шарошка

Рис. 2.2. Бурова машина:

1 - автомобіль; 2 - упор; 3 - гідро циліндр; 4 — бурильна штанга; 5 - кронштейн; 6- домкрат; 7 - пульт керування

Ударно-поворотне долото (рис.2.1, б) — це масивний циліндричний стри­жень 4, па торці якого є загострена робо­ча частина — різальна кромка 5. Для про­ходження повітря чи води всередині до­лота просвердлено канал 6. При подаванні води через цей канал вона змішуєть­ся з розробленою породою (утворюється шлам), що полегшує видалення породи із свердловини.

Шарошкове долото (рис. 2.1, в) складається з корпусу 7 із трьома лапами 8. Конічні шарошки 9 насаджені на цапфах і утримуються проти зсуву штифтами. Всередині корпусу є центральний канал для продування шарошок стисненим повітрям.

Робочі органи бурового устаткування приводяться в рух спеціальними механіз­мами, змонтованими па базі колісних і гусеничних тракторів, па шасі автомобі­ля або є змінним навісним устаткуванням екскаватора чи крана. Бурове устат­кування в комплексі з базовим агрегатом (трактором, автомобілем, екскаватором чи крапом) утворює бурову машину чи бу­рову установку. Застосування тієї чи іншої бурової машини визначається фізичними властивостями ґрунту, в якому здійснюється буріння, діаметром і глиби­ною свердловин і шпурів.

На рис. 2.2 наведено схему наймобільнішої бурової машини, змонтованої па ша­сі автомобіля. Бурильна штанга 4 кріпить­ся до рами автомобіля 1 кронштейном 5 і в транспортному положенні (на рисунку її показано штриховою лінією) спирається на упор 2. Для переведення штанги в робоче положення, як зображено на ри­сунку, призначений гідро циліндр 3. Стій­ке положення бурильної штанги фіксує домкрат 6. Бур приводиться у рух від двигуна автомобіля, а опускається і піднімається за допомогою канатного поліс­паста з приводом від двох циліндрів. Ке­рують роботою бура з пульта 7, розміще­ного на задній частині автомобіля.

Землерийні машини

Одноківшеві екскаватори. Одно­ківшеві екскаватори — це землерийні машини, призначені для розроблення і навантаження ґрунту. Вони з'явилися на початку XIX ст. Першим був паровий ек­скаватор, створений 1836 р. механіком В. Отісом у США (рис. 2.3). Завдяки своїй універсальності екскаватори зали­шаються основними машинами для роз­роблення ґрунту і донині. Головним па­раметром екскаватора є місткість його ро­бочого органа, що виражається в кубіч­них метрах.

Нині промисловість випускає екскава­тори місткістю ковша від кількох десятих до кількох сотень кубічних метрів.

Великі екскаватори застосовують для відкритих гірничих розробок корисних копалин. їх називають кар'єрними екс­каваторами. Найменші серед них — навісні екскаватори, призначені для різ­них допоміжних робіт.

Особливістю всіх одноківшевих екска­ваторів є стаціонарність робочого проце­су, яка передбачає розроблення грунту в зоні стоянки машини доти, доки із зони дії ковша не буде вилучений весь по­трібний ґрунт. Після цього екскаватор переміщується па нову стоянку, виробляю­чи черговий елемент вибою.

До будівельних екскаваторів належать машини малих і середніх розмірів місткістю ковша до 4 м³. Майже всі вони гідравлічні (дизельні з гідравлічним при­водом) і забезпечуються двома чи трьо­ма видами змінного робочого устаткування — прямою і зворотною лопатами і драглайном.

Ходовою частиною екскаваторів може бути автомобіль або трактор (для машин малої місткості ковша, рис. 2.4), обладнаний спеціальним твердим ходовим пневмоколісним або гусеничним візком. Екс­каватори на пневматичних колесах забез­печуються для роботи виносними опора­ми. Деякі з них як допоміжне устаткування мають також бульдозерний відвал, який під час роботи виконує функції зад­ніх виносних опор. Екскаватори можуть забезпечуватися змінним робочим устат­куванням, зокрема стріловим краповим, у разі встановлення якого вони перетворю­ються на стрілові самохідні крани, і змінними робочими органами (рис. 2.5): грейферним ковшем, копровим устаткуванням, розпушувальним зубом, що установлюється замість ковша, різними скребками для робіт, пов'язаних із плануванням і засинанням траншей, і спеціальними про­фільними ковшами для риття траншей і каналів при гідромеліоративних роботах.

Рис. 2.3. Паровий екскаватор В. Отіса

Рис. 2.4. Трактор, обладнаний навісним устаткуванням:

1 - базовий колісний трактор; 2 - бульдозерне обладнання; 3 - поворотний стовпчик; 4-екскаваторне устаткування; 5 — виносні опори

Одноківшевий екскаватор сальна машина, проте найдорожча серед машин для виконання земляних робіт. Тому використовувати його економічно доцільно не завжди і тільки з основними видами робочого устаткування за умови максимального використання його мож­ливостей. Найефективнішими видами робочого устаткування є пряма і зворот­на лопати. Завдяки жорсткому зв'язку ковша вони дають змогу розробляти най­твердіші ґрунти, па що й розрахована по­тужність і міцність машини. Якщо екска­ватори застосовуються в слабких ґрун­тах, то доцільно обладнувати їх ковшами більшої місткості чи встановлювати спе­ціальне навантажувальне устаткування також зі збільшеним ковшем. У проти­лежному разі технічні можливості екска­ватора цілком не використовуються, що збільшує вартість робіт.

Навантаження па механізми екскава­тора при розробленні ґрунтів мають різко змінний характер з великим діапазоном зміни. Для зменшення динамічних наван­тажень у механізмах і металоконструкціях робочого устаткування безпосеред­ньо за маховиком двигуна внутрішнього згоряння встановлюють гідродинамічний трансформатор. Завдяки застосуванню цього трансформатора поліпшуються ха­рактеристика приводу екскаватора і ко­ефіцієнт використання потужності дви­гуна. Оскільки між ведучою частиною гідротрансформатора (а отже, і маховиком двигуна) і веденою його частиною (зв'яза­ною з робочим органом) жорсткого зв'яз­ку немає, динамічні навантаження змен­шуються. Наявність гідротрансформато­ра при краповому устаткуванні дає змо­гу змінювати швидкості вантажу в широ­ких межах (від максимальної швидкості до повного зупинення) тільки через зміну частоти обертання вала двигуна.

За допомогою об'ємного гідроприводу, влаштованого на екскаваторах, можна спростити передачу руху від двигуна до робочого органа, створити можливість вільного компонування машини, забезпе­чити широкий діапазон регулювання швид­костей і надійний захист від переванта­жень, збільшити ефективність використан­ня потужності двигуна, забезпечити надій­ну двобічну фіксацію робочого устатку­вання в будь-якому положенні, а також збільшити наповнення ковша, автоматизувати керування і розширити техноло­гічні можливості екскаваторів з різнома­нітним набором змінного робочого устат­кування.

Робоче устаткування (рис. 2.6) гідравлічних екскаваторів викопують в ос­новному за двома принциповими схемами: шарнірно-важільною і телескопічною. Од­ним із основних видів робочого устаткуван­ня є зворотна лопата (рис. 2.6, в), що складається зі стріли 3,8, рукояті 2, ковша 1 і гідро циліндрів відповідно під­йому стріли 4, повороту рукояті 5 і

Рис. 2.5. Змінні робочі органи одноківшевого екскаватора:

а — ковш прямої і зворотної лопат; 6 — ковш драглайна , в, г — планувальні ковші; д - грейферний ківш; е — навантажувальний ківш; є — профільний ківш; ж — розпушувальний зуб; з — гакова підвісна

ков­ша 6. Основну частину стріли З вико­ристовують для встановлення змінного устаткування інших видів, наприклад прямої лопати з неповоротним ковшем(рис.2.6, а).

Грейферне устаткування (рис. 2.6, г) підвішують до рукояті 2 зворотної ло­пати. Змикання і розмикання щелеп ков­ша 11 грейфера здійснюють гідро циліндром 10 (ківш можна повертати у плані механізмом повороту 9). Зі вставками, що подовжують, глибина копання може збіль­шуватися до 14 м, а з телескопічними — до 25 м. Перевагою жорстко підвішеного грейфера є можливість натискання на ґрунт при врізанні щелеп, що важливо під час розроблення щільних ґрунтів.

Екскаватор з робочим устатку­ванням навантажувача (рис. 2.6, д) призначений для розроблення невлежаних ґрунтів І — II категорій і навантажен­ня сипких і дроблених матеріалів вище від рівня стоянки машини. Місткість ков­ша навантажувача, як правило, в 1,5 — 2 рази перевищує місткість ковша прямої лопати. Кінематична схема робочого устат­кування дає змогу переміщати різальну кромку ковша по горизонтальній площині па довжину до 2 м, що важливо при плану­вальних роботах. Слід зазначити, що при використанні навантажувального устатку­вання для належного заповнення ковша можна повертати його після проникнен­ня в розроблюваний матеріал.

Гідравлічні екскаватори можуть осна­щуватися буровим і краповим устаткуван­ням, а також різними вантажозахоплювальними пристроями.

Рис. 2.6, Схеми робочого устаткування гідравлічних екскаваторів:

а — пряма лопата з неповоротним ковшом; б — пряма лопати з поворотним ковшем; в — зворотна лопата; г — грейфер; д - навантажувач; е - з телескопічною стрілою: є — неповоротна зворотна лопата; ж — механізм повороту з гідро циліндрами; з — виносна опора

Шарнірно-важільне устаткуван­ня неповно поворотних гідравлічних екс­каваторів (рис. 2.6, є) монтують па пово­ротній колоні 16, закріпленій па підсилю­вальній рамі трактора. Гідроциліндри 6, 5, 4 (рис. 2.6, є, ж) призначені для піднімання й опускання стріли, повороту рукояті 2 і ковша зворотної лопати або для відкривання днища ковша прямої лопати. Колона з робочим устаткуванням повертається на кут до 180° за допомо­гою ланцюгового 17, 18 пристрою з двома гідро циліндрами 19, з'єднаними гідро лініями так, що їхні штоки переміщуються одночасно в протилежних напрямах. Пе­ред роботою екскаватор вивішують на ви­носних опорах 20 (рис. 2.6, з) за допомо­гою гідро циліндрів 21.

Ці мобільні й малогабаритні машини зручні для застосування на розосередже­них об'єктах, для роботи в стислих умо­вах. Вони можуть виконувати екскаваційні роботи в ґрунтах І — II і навіть IV категорій, вантажно-розвантажувальні та монтажні роботи при відповідному змінному устаткуванні, яке один машиніст може демонтувати і замінити безпосеред­ньо на об'єкті.

Екскаватори з телескопічним ро­бочим устаткуванням (рис. 2.6, є) призначені в основному для плануваль­них робіт нижче від рівня стоянки, проте можуть виконувати також зачисні, довідні, вантажно-розвантажувальні та інші ро­боти. Завдяки високій мобільності таких екскаваторів їх можна застосовувати для роботи в стислих умовах і на розосеред­жених об'єктах малого об'єму.

Екскаватор-планувальник можна використовувати для земляних робіт під час будівництва каналів завглибшки до 2,5 м з будь-яким закладенням укосів і до 3,5 м із закладенням укосів до 1 : 1,5. Працюють такі машини на гусеничному і пневмоколісному ходу. Вони можуть бути повно і неповно поворотними (на шасі автомобільного типу).

Телескопічне устаткування екс­каватора має телескопічну (висувну) стрілу трикутного перерізу, що складаєть­ся з двох секцій. Зовнішню секцію 12 стріли кріплять до поворотної платфор­ми екскаватора. Внутрішня висувна сек­ція 14 стріли переміщується на роликах усередині нерухомої секції гідро циліндром 13. На кінці рухомої секції стріли прикріплено ківш 1, що повертається гідро циліндром 6. Два гідро циліндри 4 піднімають і опускають стрілу, а гідро циліндр 15 призначено для повороту стріли навколо власної осі.

Розміри і форми вибою (місце роботи екскаватора) залежать від застосовуваного робочого устаткування і розмірів екс­каватора (R_к - радіус конання; Н_в - висота вивантаження ковша; Н_к — глибина копання).

При створенні системи гідроприводу одноківшевих екскаваторів ураховують такі фактори: технологічні можливості екскаватора з різним устаткуванням; ра­ціональне сполучення різних рухів для досягнення високої продуктивності й зручного керування; максимально мож­ливе використання потужності встанов­леного двигуна при високому ККД гідро­приводу; можливість автоматизації про­цесу керування; вартість виготовлення й експлуатації гідроприводу. Ці та інші фактори сприяють створенню таких сис­тем гідроприводу, що застосовуються па екскаваторах різних розмірних груп.

У гідроприводі(рис. 2.7) універсаль­ного одноківшевого екскаватора здвоєний регульований насос 2 з регулятором по­тужності забезпечує постійну потужність гідроприводу

Р = rQh/1000,

де r — тиск у гідро двигуні робочого устаткування, Па; Q — подача насоса, м³/с; h— ККД передачі від гідро двигуна до двигуна екскаватора.

Якщо навантаження на робочому органі збільшується, то відповідно збільшуєть­ся й тиск r у напірній магістралі (його контролюють за манометром 3), що впли­ває па поршень регулятора, і насос пере­ходить на нижчу подачу. Зі зменшенням навантаження подача Q насоса збільшу­ється під впливом пружини регулятора.

Мал.2.7. Схема гідроприводу універсального екскаватора.

Перша секція насоса з'єднана з гідро-розподільником 4, через який керують гідромотором 8 повороту платформи, гідро­мотором 9 пересування машини і гідро циліндром 7 виносних опор. Поршнева порожнина гідро циліндра 7 замкнена гідро замком 6. Запобіжний клапан, вмон­тований у напірну лінію, охороняє устат­кування від перевантажень у процесі його роботи, обмежуючи тиск, що розвиваєть­ся насосом. Блоки 5 переливних клапанів прикріплені до секцій розподільника. Зворотні клапани в цих блоках забезпе­чують заповнення зливальних ліній гідро­моторів рідиною зі зливальної лінії гідро­системи з метою усунення можливості розриву суцільності потоку і кавітації. Блоки 5 клапанів призначені для знижен­ня інерційних і реактивних навантажень у гідро циліндрах, зокрема замкнених. На­приклад, значні реактивні навантаження можуть виникнути у гідро циліндрах ру­кояті та стріли під час роботи ковшем.

Друга секція насоса з'єднана з гідро розподільником 13, через який можна керувати другим гідромотором 9, гідро циліндром 10 стріли, ковша 11 і рукояті 12.

При нейтральному положенні всіх зо­лотників гідро розподільника 4 робоча рідина з першої секції насоса надходить у гідро розподільник 13, де потоки від обох секцій з'єднуються. У напірній секції гідро розподільника також установлений за­побіжний клапан. За наявності проміж­ної секції 1 4 гідро розподільника 13 мож­на сполучати рухи ковша і рукояті або рукояті і стріли через послідовне з'єднан­ня їхніх гідро циліндрів.

У результаті застосування живлення гідро двигунів від роздільних секцій (пер­шої і другої) насоса можна одночасно виконувати всі операції. Наприклад, мож­на поєднати рухи рукояті, стріли і ковша з поворотом платформи.

У такий спосіб гідропривід, викопаний за цією схемою, забезпечує з'єднання трьох рухів: рукояті, стріли і повороту чи рукояті, ковша і повороту, що сприяє скороченню циклу і, отже, підвищенню продуктивності машини.

Використовуючи гідро розподільники, можна регулювати швидкість руху робо­чих органів через дроселювання рідини при відповідному зсуві золотників. Масло-холодник 16 вмикається гідро розподільником 15 за підвищеної температури по­вітря і у разі потреби охолодження робо­чої рідини. Робоча рідина надходить у бак 1 крізь фільтр 18 з переливним кла­паном. Цей клапан призначений для пе­репускання холодної рідини, рух якої крізь фільтр ускладнюється через вели­ку в'язкість і засмічення фільтра. Ступінь його засміченості показує манометр 17. Робоча рідина подається через насос 20 і фільтр тонкого очищення 19. За мано­метрами контролюють тиск у напірних магістралях секцій насоса 2.

У гідротехнічному будівництві під час розробки гірських порід, піщано-гравій­них кар'єрів застосовують потужні ка­р'єрні екскаватори з ковшами місткістю

2...30 м³ і масою 75...1000т ,а також розкривні екскаватори з ковшами місткістю

4... 100м³ і масою 170...10000 т , обладнанні прямою лопатою чи драглайном.

При проходці тунелів і будівництві ін­ших інженерних споруд для роботи під землею застосовують тунельні екскавато­ри з укороченим робочим устаткуванням, місткістю ковша 0,5... 1,0 м³ і масою 16...30 т.

Продуктивність одноківшевого екска­ватора за 1 год експлуатаційного часу

П_е = П_т k_в k_к

де k_в = 0,80...0,85 – коефіцієнт використання машини за певний час; П_т - технічна продуктивність, м³/год; П_т = qnk_н (1/k_р) де q- місткість ковша , м³ ; n — кількість циклів за 1 год роботи, n = 3600/Т_ц ; Т_ц — тривалість циклу, с (табл. 2.1); k_р = 0,6...1,2 - коефіцієнт наповнення ковша ґрунтом; k_р = 1,1...1,3 - коефіцієнт розпушення ґрунту; k_к = 0,80...0,98 — коефіцієнт якості керу­вання машиною і кваліфікації машиніста. Продуктивність екскаваторів можна підвищити завдяки збільшенню місткості ковша при розробленні легких ґрунтів, раціональній організації робіт і оптимальній технології

Таблиця2. 1. Орієнтована тривалість циклу роботи одноківшевого екскаватора

Примітка. У знаменнику наведено три­валість роботи одноківшевого екскаватора, об­ладнаного прямою лопатою.

(максимальне поєднання операцій у часі й мінімальний час запов­нення ковша). Оптимальна висота вибою для прямої лопати становить 0,7...0,8 від найбільшої висоти різання екскаватора. Місткість транспортних засобів має в 3 — 4 рази перевищувати місткість ковша екскаватора. Тривалість чистої роботи екс­каватора має становити не менш як 2500 год, а річний виробіток на 1 м³ місткості ковша - 100...150 тис. м^3.

Приклад. Визначити продуктивність за 1 год експлуатаційного екскаватора, обладнаного пря­мою лопатою, що працює у транспорт із поворотом на 180° . Місткість ковша q = 1 м3 . Розроблюваний ґрунт — суглинок.

Розв'язання:

П_е = qnk_н (1/k_р) k_в k_к=

Для високопродуктивного використан­ня екскаватора потрібно:

• правильно вибрати розміри вибою і положення в ньому екскаватора, транс­портних засобів чи відвала ґрунту (висо­та вибою має бути такою, щоб одним чер­панням заповнювався ківш, а кут поворо­ту па розвантаження з метою зменшення часу повороту — мінімальним);

• забезпечити екскаватор потрібною кількістю транспортних засобів, щоб унеможливити простій екскаватора;

• забезпечити достатню кваліфікацію машиніста екскаватора для чіткого вико­нання окремих операцій з обов'язковим поєднанням їх за часом;

• при розробленні легких і середніх ґрунтів застосовувати ківш більших роз­мірів (для зниження собівартості робіт).

Багатоківшеві екскаватори. Перші ба­гатоківшеві екскаватори з'явилися на початку XVI ст. (рис. 2.8) і застосовува­лися для очищення судноплавних ка­налів. Оскільки це було задовго до вина­ходу двигуна, вони приводилися в рух ступальними колесами, потім кіньми.

Робочий орган багатоківшевого екска­ватора складається з ряду ковшів, що рухаються один за одним, завдяки чому копання ґрунту одним ковшем збігається у часі з його транспортуванням і розван­таженням іншими ковшами. Ковші сучас­ного екскаватора можуть кріпитися до нескінченного ланцюга чи розміщувати­ся по колу ротора. Відповідно до цього робочий орган і екскаватор називають ланцюговим, або роторним.

За способом роботи багатоківшеві екс­каватори (екскаватори безперервної дії) поділяють на машини поздовжнього, по­перечного і радіального конання. Екскаватори безперервної дії одночасно вико­нують різання, транспортування і розван­таження ґрунту. Тому ці машини мають високу продуктивність, більш універсальні порівняно з одноківшевими екскаватора­ми, їх застосовують за досить великого обсягу однотипних робіт, наприклад для риття каналів, траншей, у кар'єрах.

Ланцюгові екскаватори поперечно­го копання мають продуктивність до 150 м³/год, а місткість ковшів — 20, 30 і 50 л. їх застосовують для видобування піску, гравію, глини і при розкривних робо­тах, а також для риття каналів і плануван­ня укосів. Глибина копання досягає 4 м.

Ланцюгові екскаватори попереч­ного копання (рис. 2.9), що мають ро­боче устаткування з жорстко спрямованим ківшевим ланцюгом, застосовують для роботи в однорідних ґрунтах чи на плану­ванні укосів. Екскаватори з вільно провисаючим ківшевим ланцюгом викорис­товують для розроблення ґрунтів з кам'я­нистими вкрапленнями.

Кар'єрні екскаватори безперервної дії (рис. 2.10) мають жорстку ківшеву раму і переміщуються по рейках. Екскаватори, призначені для меліоративних робіт, ма­ють розсувний гусеничний хід для пересування по двох берегах каналу і вільно-провисаючий ківшевий ланцюг.

Ланцюгові екскаватори поз­довжнього копання мають продуктивність до 160 м3/год при глибині розроблюваної траншеї до 3,5 м. Робоче устаткування ланцюгового екскаватора (рис. 2.11) складається з шарнірно за­кріпленої ківшевої рами /, по якій руха­ється замкнений ланцюг 2 зі скребками 8 чи ковшами. Рух від двигуна до ківшево­го ланцюга передається через редуктор і ланцюгову передачу 5 до двох зірочок 6, розміщених на кінцях торсійного вала 7. При розвантаженні ковшів у верхньому положенні ґрунт висипається в бункер 4, з якого потрапляє на стрічковий конвеєр З і далі на брівку розроблюваної траншеї. Щоб збільшити ширину розроблюваної траншеї, до ковшів через один слід прикріплювати знімні розширники.

Рис. 2.8. Фламандська землечерпалка, що приводилася в дію людьми (початок XVI ст.); 1 і 2 — ступальні колеса; 3 — стріла; 4 — коловорот для піднімання й опускання стріли; 5 - понтон

Рис. 2.9. Схеми екскаваторів поперечного копання:

а - нижнього копання з жорсткості римованим ківшевим ланцюгом і бічним розвантаженням ґрунту через бункер; б - нижнього копання з вільно провисаючим ківшевим ланцюгом і центральним розвантаженням ґрунту; в - верхнього копання з жорсткості римованим ківшевим ланцюгом і відваль­ним конвеєром; г - із шарнірною ківшевою рамою для риття й очищення каналів, д - з двома ківшевими рамами й відвальним конвеєром.

Рис. 2.10. Кар'єрний екскаватор поперечного копання:

1— ківш; 2 — ківшева рама; 3 - привід ківшевого ланцюга; 4 — бункер із затвором; 5 — нижня рама а механізмами; 6 — ходова частина

Рис. 2.11. Ланцюговий скребковий екскаватор поздовжнього копання

Для роз­роблення східчастих траншей (у слабких ґрунтах) па ківшеві рами встановлюють гвинтові фрези, що подають грунт у бічні відвали й очищають береги. Скребки скреб­кових екскаваторів зрізують і транспор­тують ґрунт по вибою на поверхню, де він зсувається на один чи два боки шнекови­ми чи скребковими конвеєрами.

У траншейному роторному екс­каваторі (рис. 2.12, а) ковші розміщені на зовнішньому колесі-роторі 5. Ротор, ус­тановлений на рамі 6, приводиться в обер­тання від трактора 1 через ланцюгову пе­редачу 3. Глибину копання регулюють механізмом 2 піднімання-опускання рото­ра. Якщо ковші розміщуються у верхньо­му положенні, то ґрунт із них висипаєть­ся і потрапляє на стрічковий конвеєр 4, що виносить ґрунт убік. Для зачищення дна траншеї від ґрунту, що обсипається, призначений пристрій 7.

Передбачається випуск гусеничних і пнемо колісних ланцюгових і роторних машин із глибиною копання 1,3; 1,6; 2; 2,5; 3,5; 4 і 6 м при ширині від 0,12...0,25 до 1,6...2,1 м.

Екскаватори радіального копання з ро­тором, розміщеним на стрілі, застосовують на розкривних роботах, у кар'єрах будівельних матеріалів, для розроблення ве­ликих

Рис. 2.12. Роторний екскаватор:

а - повздовжнього копання; б - кар'єрний

котлованів і виїмок, прокладення каналів, зведення насипів і гребель. Кар'єрні роторні екскаватори (рис. 2.12, б) мають діаметр роторного колеса 1,6...16,6 м і місткість ковшів 16...4000л, а продуктивність їх стано­вить 80...8000 м³/год при висоті роз­роблюваного вибою 5...70 м. Робочим органом роторних екскаваторів є ковші, розміщені на роторі 8, що встановлюють­ся на стрілі 9. У процесі копання оберто­вий ротор разом зі стрілою і поворотною платформою переміщується по дузі кола на кут 90... 120° на поворотному пристрої 11. Потім поворотну платформу повер­тають у зворотному напрямі, а екскава­тор попередньо переміщують па величи­ну, потрібну для отримання заданої тов­щини стружки, що зрізується ковшами. Ґрунт із ковшів висипається па приймаль­ний конвеєр 10, з якого переходить на конвеєр 12 і далі у відвал або транспорт. Будівельні роторні екскаватори ма­ють менші розміри і масу, достатню ма­невреність, їхня продуктивність стано­вить 250...550 м³/год при висоті копан­ня 5,0...7,5 м і глибині копання, нижчій від рівня стоянки на 2,0...3,5 м.