Екскаватори з механічним приводом, конструктивні схеми, призначення

Екскаватори з механічним приводом переважно виготовляють за одномоторною схемою.

Конструктивна схема одноковшового екскаватора наведена на рисунок 11.1, а. Ходовий пристрій 1 — гусеничний, є також механізм переміщення, який забезпечує його реверсивне пересування.

На рамі ходового розміщено опорно-поворотний пристрій 2 і механізм повороту. На першому змонтована поворотна плат­форма 14.

На поворотній платформі закріплено двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) 4, противага 3, багатобарабанна лебідка, ме­ханізми привода і керування. Зверху все це закрито кузовом, у передній частині поворотної платформи встановлено робоче об­ладнання. Основними його видами у механічних (канатно-блокових) екскаваторів є: "пряма" та "зворотна" лопати, драглайн, грейфер, кранове обладнання.

Крім того, екскаватор можна ос­нащувати обладнанням для планування насипів і майданчиків, розпушування мерзлих і скельних ґрунтів, занурення паль тощо.

Робоче обладнання — "пряма лопата" має стрілу 12, шарнірно закріплену на поворотній платформі. В екскаваторів 2-ї і 3-ї розмірних груп рукоятка 17 прикріплена до стріли шарнірно. У більших типорозмірів вона частіше з'єднана зі стрілою через сідельний підшипник, який дає змогу повертати рукоятку від­носно стріли й переміщувати вздовж осі (напір). Для цього випадку є спеціальний напірний механізм 13.

До рукоятки нерухомо приєднаний ківш 9 із днищем 10, що відкривається. Кут нахилу стріли можна змінити за допомогою стрілового поліспаста 5, канат якого намотується на стріловий барабан 6. Піднімання і опускання ковша (поворот рукоятки) здійснюється за допомогою підіймального поліспаста 7, канат з якого намотується на барабан 15. Напірні механізми виготовляють з канатним або зубчасто-рейковим приводом переміщення. Схему напірного механізму з канатним приводом та однобалковою рукояткою наведено на рис 11.1, б, стріла при цьому двобалкова. Канат, що звисає з підіймального барабана 15, охоплює блок 6, встановлений на верхній частині стріли, зрівноважувальний блок 8, який розташо­ваний на ковші 9, та блок б. Другий кінець цього каната за­кріплено на барабані 17 напірної лебідки. Барабан встановлено на осі стріли й приводиться в рух ланцюговою передачею 18. На барабані 17 закріплено кінці каната 19, який охоплює обидва блоки 20, розташовані на осі сідельного підшипника, та зрівнова­жувальний блок 21 на рукоятці.

При обертанні барабана 17 за стрілкою годинника канатом 19 і проти неї — канатом 22 рукоятка відповідно висувається і прибирається, отже відбувається незалежне від роботи механізму піднімання ковша переміщення рукоятки (незалежний напір).

Рис. 11.1 – Одноковшовий екскаватор з робочим обладнанням "пряма лопата":

a – конструктивна схема; б. в – схеми напірних механізмів; г – схема відкривання днища ковша; 1 – ходовий пристрій, 2 – опорно-поворотний пристрій; 3 – противага; 4 – двигун внутрішнього згоряння; 5, 7 – стріловий та підіймальний поліспасти; 6 – обвідні блоки стріли; 8, 21 – зрівноважувальний блок відповідно підіймального механізму і рукоятки; 9 – ковш; 10 – днище ковша; 11 – рукоятка; 12 – стріла; 13 – напірний механізм; 14 – поворотна платформа; 15, 16 – підіймальний і стріловий барабани; 17 – барабан напірної лебідки; 18, 24 – ланцюгові передачі; 19, 22 – канати відповідно висування і повернення рукоятки; 20 – обвідні блоки

напірного механізму; 23, 25 – вали; 26 – шестерня; 27 – балка рукоятки; 28, 31 – блоки; 29 – важіль; 30 – пневмоциліндр; 32 – допоміжний канат відкривання днища ковша; 33 – засувка

При вимкненій ланцюговій передачі й обертанні барабана 15 піднімається ківш (тобто поворот рукоятки). За рахунок зусиль, які виникають при копанні, другий кінець підіймального каната повертає барабан 17 і забезпечує автоматичне висування рукоят­ки (залежний напір). При цьому реалізується певне співвід­ношення на зубцях ковша між підіймальним і напірним зусилля­ми. Таким чином, досягається плавна робота підіймального та напірного механізмів й легкість керування переміщеннями ковша.

Однак напірне переміщення, що створюється, не забезпечує копання ґрунту при оптимальному куту різання. Фактично вико­ристовується комбінований напір, який реалізується при обер­танні барабана 17 і періодичному вмиканні барабана 15. Тому копання, що виконувалося в основному за схемою залежного напору, відбувається з меншими збитковими зусиллями і су­провідними затратами потужності, а холості рухи здійснюються за допомогою незалежного напору, що забезпечує їх швидкість та чіткість.

Екскаватор із обладнанням "пряма лопата" призначений для розробки ґрунту вище рівня стоянки. Часто, щоб підготувати забій, такий екскаватор може копати ґрунт і дещо нижче рівня.

Екскаватор з обладнанням "зворотна лопата" (рисунок 11.2) розробляє ґрунти нижче рівня стоянки. Розвантаження можна також здійснювати у відвал або транспорт, однак останній процес відбувається дещо складніше.

Робоче обладнання має шарнірне закріплену на поворотній платформі стрілу 7. Остання шарнірно з'єднана з рукояткою 5 з нерухомим ковшем 6. Лебідка має барабани1 і 3, на які намо­тується підіймальний 2 та тяговий 4 канати. Коли один із бара­банів загальмовано, а на другому .відбувається намотування або змотування каната, стріла і рукоятка повертаються одночасно. Копання відбувається в основному за рахунок повороту ру­коятки. У кінці копання ківш підтягується до стріли, підні­мається вгору й відбувається поворот на розвантаження, яке здійснюється шляхом повертання рукоятки. Потім робоче облад­нання повертається і цикл відновлюється.

Екскаватор-драглайн (рисунок 11.3.) розробляє ґрунти нижче рів­ня стоянки й навіть під водою. Його використовують також для влаштування глибоких виїмок, оскільки глибина копання обме­жена не розмірами робочого обладнання, а канатомісткістю ба­рабана. Драглайн обладнують стрілою 3, шарнірно закріпленою на поворотній платформі. Стріла утримується і повертається за допомогою барабана 1 і каната 2 (поліспасти на схемі не наведені). Ківш 5драглайна оснащений аркою і підвішений на підіймальному 4 та тяговому 7 канатах, які намотуються на барабани 10 і 8. Канати закріплюються на ковші ланцюгами. Тяговий проходить через механізм наведення 9, тобто систему напрямних блоків і (або) роликів. На підіймальному канаті за­кріплено блок, який охоплюється розвантажувальним канатом 6, один кінець якого закріплено на арці ковша, а другий — на тяговому канаті.

Рис 11.2 – Одноківшовий екскаватор з обладнанням "зворотна лопата": 1 – підіймальний барабан і лебідки; 2 – підіймальний канат; 3 – тяговий барабан лебідки; 5 – тяговий канат; 5 – рукоятка; 6 – ківш; 7 – стріла Рис. 11.3 – Одноківшовий екскаватор з обладнанням драглайн: в – конструктивна схема; б – схема підвіски ковша; 1 – стріловий барабан і лебідки; 2 – канат підйому стріли; 3 – стріла; 4, 6 – підіймальний і розвантажувальний канати; 5 – ківш; 7 – тягови канат; 8 – тягова лебідка; 9 – система напрямних блоків; 10 – підіймальний барабан

Роботу з обладнанням драглайн виконують таким чином. Намотуючи на барабан підіймальний канат, піднімають ківш угору. Якщо при цьому гальмується барабан тягового каната, ківш пересувається вздовж стріли. У верхньому положенні при розгальмуванні барабана ківш подібно до маятника відхиляється від стріли. Розгальмувавши підіймальний і тяговий барабани, можна закинути ківш, тобто збільшити радіус копання. При опусканні він ударяється аркою і перекидається на днище. При намотуванні тягового каната на барабан ківш драглайна ковзає по ґрунту, у результаті відбувається копання, подібне до ковша скрепера. Цю операцію виконують згори вниз, проте можна й у горизонтальній площині.

Наприкінці копання, коли ківш наповнюється, його під­німають, намотуючи підіймальний канат на барабан і пригальмо­вуючи тяговий барабан.

При цьому натягуються як тяговий, так і розвантажувальний канати, що попереджає перекидання ковша та його розвантажен­ня. Потім здійснюють поворот на розвантаження, яке відбу­вається шляхом повороту ковша при розгальмуванні тягового барабана.

Грейферне екскаваторне обладнання — єдиний вид обладнан­ня для копання колодязів з вертикальними стінками. На ме­ханічному екскаваторі встановлюють канатний грейфер, зокрема для розробки глибоких виїмок, однак заглиблення ковша в ґрунт відбувається під дією маси ковша, що не дає змоги копати тверді ґрунти. Тому таке обладнання часто використовують при заван­таженні сипких матеріалів. Його також монтують на короткій ґратчастій стрілі. При встановленні гакової підвіски екскаватор можна вико­ристати як стріловий самохідний кран.

Лекція 12