IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Всю жизнь объемы земляных работ были огромными, а в настоящее время они становятся еще больше. Это стройки, дороги, карьеры. Весь этот труд механизируется, и на помощь приходят улучшенные и усовершенствованные машины. Экскаватор – одна из наиболее востребованных машин в этой сфере деятельности.

Экскаваторы отличаются друг от друга по:

- виду ходовой части (шины, гусеницы, рельсы и т.д.);

- типу эксплуатации (для строек, шахт, карьеров и т.д.);

- силовому приводу (электрические, дизельные);

- по принципу работы (непрерывно или периодически работающие).

Естественно, сочетаний этих характеристик великое множество, отсюда и огромное число модификаций.

Экскаватор может выполнять различные земляные операции в зависимости от установленного на нем рабочего оборудования. Различают экскаваторы с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим оборудованием, для удержания и приведения в действие которого, используют жесткие связи - гидравлические цилиндры. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования являются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического – выдвижение-втягивание телескопической стрелы.

Рис. 1. Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования: 1 - опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6,8,9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста; 14 - гусеничное ходовое устройство; 15 - ковш прямой лопаты; 16 - телескопическая стрела

Гидравлические полноповоротные экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием созданы на базе единых конструктивных схем, широкой унификации агрегатов и узлов и серийно выпускаются 3-5-й размерных групп. Привод сменного рабочего оборудования таких экскаваторов осуществляется от гидроцилиндров двойного действия, а поворот платформы и передвижение машины - от индивидуальных гидромоторов.

В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскаваторов при выполнении обычных земляных работ используют ковши обратных 1-3 и прямых 4 лопат различной вместимости. Ковши для дренажных работ 5 и рытья узких траншей 6, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой для планировочных 7 и зачистных 8 работ, двухчелюстные грейферы для рытья траншей и котлованов 9 и погрузки крупнокусковых материалов и камней 10. Погрузочные ковши большой вместимости для погрузочных работ 11-13, бульдозерные отвалы 14 для засыпки ям, траншей и небольших котлованов, захваты для погрузки труб и бревен 15, крановую подвеску 16 для различных грузоподъемных и монтажных работ, многозубые 17 и однозубые 18 рыхлители для рыхления мерзлых и плотных грунтов и взламывания асфальтовых покрытий, пневматические, гидравлические 19 и гидропневматические 20 молоты многоцелевого назначения со сменными рабочими инструментами для разрушения скальных и мерзлых грунтов, железобетонных конструкций, кирпичной кладки и фундаментов, дорожных покрытий, дробления негабаритов горных пород, трамбования грунтов, погружения свай и шпунта. С бурами для бурения шпуров и скважин и т. д.

Рис. 2. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.

Обратная лопата является самым распространенным видом рабочего оборудования гидравлических экскаваторов и предназначена для копания выемок, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.

Рис. 3. Экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата

Поворотом ковша производят не только копание, но и выгрузку грунта, а также зачистку основания забоя. Толщину срезаемой при копании стружки регулируют путем подъема или опускания стрелы. Составная стрела дает возможность изменять глубину Н_к и радиус R_к копания (а также высоту выгрузки H_в), что в сочетании со сменными профильными ковшами различной вместимости позволяет расширить область применений экскаватора и использовать его с максимальной производительностью в различных грунтовых условиях.

Прямая лопата с поворотным ковшом широко применяется на экскаватора: 4-6-й размерных групп и предназначена для разработки грунта как выше (преимущественно), так и ниже уровня стоянки машины, а также для погрузочных работ.

Оборудование прямой лопаты включает стрелу 1, рукоять 2, ковш 3 и гидроцилиндры 4, 5, б подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта осуществляется поворотом рукояти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщину стружки регулируют подъемом или опусканием стрелы. При разгрузке ковш поворачивают гидроцилиндром 4. Прямой лопатой с поворотным ковшом можно производить планирование и зачистку основания забоя.

Рис. 4. Экскаватор с рабочим оборудованием прямая лопата

Погрузочное оборудование применяют для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузки в транспортные средства (или отсыпки в отвал) грунтов I и II категорий, а также для планировочных работ на уровне стоянки машины. Вместимость ковша погрузчика в 1,5...2 раза больше вместимости ковша обратной лопаты, что значительно повышает производительность экскаватора при использовании его на погрузочных работах.

В комплект погрузочного оборудования (рис. 5) входят: стрела 1, рукоять 3, ковш 5 и гидроцилиндры 2, 4, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Кинематическая схема погрузчика обеспечивает горизонтальное движение ковша от экскаватора при внедрении его в грунт или штабель материала и при планировочных работах. После внедрения в разрабатываемый материал возможен поворот ковша гидроцилиндром 2 для лучшего его заполнения, которым поворачивают поднятый на заданную высоту ковш при разгрузке.

Рис. 5. Экскаватор с погрузочным оборудованием

На сегодняшний день существуют сотни разновидных видов рабочего оборудования бульдозера, их усовершенствование и разработка продолжается непрерывно. Причин более чем достаточно: улучшение качества работ, повышенный спрос, связанный с увеличением объёмов строительства и добычи полезных ископаемых открытым способом, новые условия и новые технологии проведения работ.

Список литературы

1. Справочник строителя | Экскаваторы // Баурум.ру URL: http://www.baurum.ru/_library/?cat=power_shovels&id=1212 (дата обращения: 23.10.2016).

2. Экскаваторы - помощь в выборе // мега стройка URL: http://www.megastroika.biz/index/ehkskavatory_polnaja_klassifikacija/0-363 (дата обращения: 23.10.2016).

3. Экскаватор - классика жанра // ВРМЗ URL: http://www.exkavators.ru/articles/02.html (дата обращения: 23.10.2016).

4. Устина Сапоненко Машинист экскаватора одноковшового. 2011. - 64 с.

5. Роман Саськов, Рудольф Янсон Экскаваторы одноковшовые полноповоротные. Издательство Ассоциации строительных вузов, 2014. - 352 с.

6. Рудольф Янсон, Александр Агапов Машины для земляных и строительно-монтажных работ. Издательство Ассоциации строительных вузов, - 450 с.

Код для цитирования: Скопировать