Ходовое оборудование экскаваторов

1. Ходовое оборудование предназначено для перемещения экскава­тора во время работы или холостого перегона. Оно может быть сле­дующих типон: колесное (на пневматиках и рельсовое), гусеничное, шагающее, шагающе-рельсовое и рельсово-гусеничное.

Общие требования к ходовому оборудованию выемочных и выемочно-траиспортирующих машин цикличного и непрерывного дей­ствия:

- достаточная скорость передвижения;

- способность преодолевать заданные подъемы и уклоны;

- небольшой вес при обеспечении заданных удельных давлений на грунт (средних и максимальных);

- высокая маневренность, как при выполнении технологических операций, так и при передвижении. Для машин непрерывного дей­ствия — возможность передвижения машины в определенных пре­делах без прекращения работы, как самой машины, так и всего тех­нологического комплекса;

- устойчивость машины при всех возможных изменениях положе­ния ее центра тяжести и отсутствие больших динамических нагрузок в конструкции всей машины при передвижении;

- малые сопротивления при передвижении;

минимальное количество быстроизнашивающихся элементов, обес­печивающих достаточное удобство в эксплуатации и долговечность.

Колесное ходовое оборудование на пневматиках обеспечи­вает высокую скорость передвижения и достаточную проходимость, применяется преимущественно на выемочно-транспортируютцих ма­шинах.

Рельсовое ходовое оборудование применяется главным образом на неповоротньтх цепных многочерпаковых экскаваторах, работающих в паре с транспортно-отвальными мостами, на отвалообразователях и абзетцерах, так как для них важнейшими требова­ниями являются долговечность ходового оборудования и малые со­противления при передвижении.

Работа драглайнов на отвалах на первое место выдвигает требова­ние низкого удельного давления на почву в сочетании с высокой ма­невренностью, т. е. те требования, которым лучше всего отвечает шагающий ход. Скорость перемещения в данном случае боль­шого значения не имеет.

Сочетание малого удельного давления с малыми сопротивлениями перемещению и высокой маневренностью обеспечивает шагающе-рельсовый ход. Этот тип ходового устройства наиболее перс­пективен для применения на роторных экскаваторах, отвалообразователях и в отдельных случаях на драглайнах.

Рельсово-гусеничный ход обладает серьезными недостатками, на экскаваторах не нашел широкого применения и поэтому здесь не рассматривается.

Наиболее широко в настоящее время на экскаваторах при­меняется гусеничный ход.

2. Равномерное распределение нагрузки на опорные колеса (число которых может быть 300 и более) достигается применением балансирных устройств.

Примером может служить ходовая часть поворотного экскаватора. Рама 1 экскаватора (рис. 10.1 имеет три сферические точки опоры 2, из которых две (неподвижные) находятся со стороны нижнего черпа­ния и одна (подвижная) со стороны верхнего черпания у поворотных экскаваторов или со стороны противовеса у неповоротных. Через шаровые шарниры 2 нагрузка передается на главные балансиры 3, которые, в свою очередь, через две сферические опоры 4 передают нагрузку на большие балансиры 5. Последние опираются через опо­ры 6 на малые балансиры 7, которые уже передают нагрузку на ходо­вые тележки — холостые 8 и приводные 9. Под большим баланси­ром 5 находятся слева четыре двухосные тележки, а справа две. Поэтому плечи балансира неодинаковой длины. Над четырьмя двух­осными тележками плечо имеет ¹/₃ общей длины балансира, а над двумя двухосными тележками — ²/₃- Благодаря этому нагрузка на тележки пропорциональна числу осей 10.

На торцевых концах тележек устанавливают дополнительные приспособления: клещи для рельсозахвата, песочницы 11 и приспо­собление для контроля правильности укладки рельсов и колеи, име­ющее бегунок 12, установленный на рычаге 13. Наезд на препятствие, окончание рельсового пути, несоединенный стык или лопнувший рельс, недопустимое уширение колеи — все это вызывает либо оста­новку бегунка, либо его сход с рельса. Во всех случаях угол а меняется, вследствие чего срабатывает конечный выключатель, воз­действующий на двигатели привода черпаковой цепи и хода.

3. Этот тип ходового оборудования применяется на экскаваторах всех размеров и типов, исключая драглайны средней и большой мощности,

Скорость передвижения экскаваторов на гусеничном ходу коле­блется от 0,2—2,4 км/ч (у карьерных лопат) до 0,25 км/ч (у вскрыш­ных лопат). Удельное давление изменяется от 1,06 до 4,2 кг/см².

Многочерпаковые экскаваторы малой мощности имеют скорость передвижения до 12 м/мин (0,72 км/ч) и мощные — 8—3 м/мин (0,48—0,18 км/ч). Удельное давление у роторных экскаваторов со­ставляет от 0,8 до 2,2 кг/см². Преодолеваемые подъемы для экскава­торов на гусеничном ходу средней мощности составляют 12—20 %, мощных — до 30%.

При весе экскаватора до 920 т (291-М) ходовая часть выполняется с двумя гусеницами. При большем весе ходовая часть имеет большее число гусениц, доходящее у наиболее мощных экскаваторов до 11 16 штук.

Применение большого числа гусениц позволяет иметь длину гусе­ничной тележки, не превышающую 10—13,7 м при ширине башмака до 3,65 м. Большая длина гусеницы приводит к неравномерности распределения нагрузки на опорную поверхность и возрастанию со­противлений развороту.

Системы гусеничного хода и типы гусениц

Под системой понимается общая конструктивная схема ходовой части, определяемая числом гусениц и их взаимным расположением (рис. 10.2).

На одноковшовых экскаваторах применяют двух-, четырех-, и восьмигусеничные системы. Четырехгусеничное оборудование применяется относительно редко (ЭКГ-12,5).

На многочерпаковых экскаваторах применяются двух-, трех-, шести-, двенадцати- и шестнадцатигусеничные системы ходового оборудования. На двух гусеницах строятся экскаваторы преимуще­ственно весом до 400 т, на трех — до 800 т, на шести — до 2000 т, на двенадцати и шестнадцати гусеницах — большего веса.

Рис. 10.1 Ходовая часть многочерпакового экскаватора

Движение экскаватора по кривой при двух (четырех) гусеницах достигается затормаживанием одной (двух) гусениц. При большем числе гусениц — разворотом всех гусениц.

При трех (или кратном трем) гусеницах поворот гусениц возможен поворотом либо передней гусеницы (рис. 10.2, д, м), либо двумя сле­дом идущими гусеницами (рис. 13.2, е, з, и, к, л). При этом обеспечи­вается наибольшая маневренность, так как радиус поворота экска­ватора получается наименьшим (при том же угле поворота гусениц).

У восьми- и шестнадцатигусеничной системы поворачиваются все четыре пары. По схемам, показанным на рис. 10.2, н, о, п, поворот тележек переднего и заднего рядов осуществляется на разные углы по двум окружностям с центром в одной точке. По схеме на рис. 103, о разворот возможен поворотом всех гусениц в одну сторону, что по­зволяет экскаватору уменьшать длительность маневров. Поворот гусениц производится гидравлическими цилиндрами на один и тот же Угол - 15° (ЭВГ-15).

Под типом гусениц понимается конструктивное оформление, характеризующее их в эксплуатационном и производственном отно­шениях.

Рис. 10.2 Система гусеничного хода:

1 – двухгусеничные; 2 – трехгусеничные; 3 – три двухгусеничные; 4 – шесть двухгусеничных; 5 – четыре двухгусеничные.

По способу передачи давления на грунт различают многоопорные

и малоопорные гусеницы.

Гусеницы называют многоопорными, если отношение числа опор­ных звеньев (траков), лежащих на земле, к числу опирающихся на них катков ведущих и направляющих колес меньше двух рис. 10. 3, а). В этом случае звенья между опорными катками почти не прогибаются и обеспечивают более пли менее равномерное давление на грунт как под катками, так и между ними.

Рис. 10.3. Типы гусениц:

а - многоопорная; б — малоопорная; в — жесткая;

г — гибкая; 5 — шаровое крепление катков.

Если это отношение больше двух, то звенья легко прогибаются между катками, сгибаясь в шарнирах, образуя волнистую линию, при этом создается значительная разница между давлениями под кат­ками и между ними (рис. 10.3, б).

На слабых породах малоопорная гусеница больше погружается в почву, чем многоопорная. Однако малоопорная лучше переносит сосредоточение нагрузки, возникающей при работе экскаватора на скальных породах, так как имеет более прочные большие катки.

Малоопорные гусеницы можно сделать настолько прочными, что любой опорный каток может воспринять нагрузку, близкую к весу всего экскаватора. При этом конструкция этих гусениц получается более простой и дешевой. Многоопорная гусеница применяется на экскаваторах, работающих по слабым породам, а малоопорная — на экскаваторах, работающих на скальных породах.

Малоопорные гусеницы обычно снабжаются 4—5 катками большого диаметра, многочерпаковые — 6—8 катками небольшого диаметра.

Изображенные на схемах а, б, в (рис. 10.3) гусеницы называются жесткими, так как не могут приспосабливаться к неровностям

почвы.

У гибких гусениц (рис. 10.3, г) катки устанавливаются на балан­сирах 1 и каретках 2, благодаря чему гусеница в продольном напра­влении может приспосабливаться к неровностям почвы. Вследствие этого давление на породу передается более равномерно и детали гусе­ничного хода не получают больших сосредоточенных нагрузок.

Благодаря креплению осей катков на шаровых опорах оси кат­ков, а вместо с ними и звенья гусеницы могут в поперечном напра­влении поворачиваться в обе стороны на угол а (рис. 10.3, д). Оси кареток и балансиров тоже могут покачиваться. Гибкие гусеницы чаще применяются на многочерпаковых экскаваторах.

Нечетное количество опорных катков не рекомендуется, так как при переходе через препятствие будет возможна передача всего веса машины только на два катка.

Диаметр катков малоопорных гусениц делается либо равным, либо немного меньше диаметра ведущих и направляющих колес.

Для работы в слабых грунтах оси направляющих и ведущих колес поднимаются над землей так, чтобы нижняя ветвь гусеничной цепи, идущая от крайнего катка к колесу, была наклонена к горизонту под углом δ = 10—20°.

Габаритная ширина двухгусеничного хода составляет 0,7—0,8 ее длины. Для моделей, предназначенных к работе на слабых грунтах, она уменьшается до 0,6—0,7 длины за счет уширения гусеничных звеньев. Ширина гусеничных звеньев обычно в 6—7 раз меньше длины гусеницы.