Экскаватор непрерывного действия в строительстве

Глава 15. ЭКСКАВАТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Общие сведения

Экскаваторами непрерывного действия называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Ра­бочий орган экскаватора непрерывного действия оборудован не­сколькими ковшами, скребками или резцами, поочередно отде­ляющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе — роторе или замкнутой цепи, располагая с определен­ным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений: относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траек­тории относительно несущей рамы и переносного — перемеще­нием рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который фунт по­ступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматиза­цию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и ха­рактеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его ра­ботой и оперативному ручному управлению в экстремальных си­туациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т. п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскавато­рами, управление рабочим процессом которых требует постоян­ного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одно­ковшовыми является более полное использование во времени ус­тановленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая произ­водительность.

Экскаваторы непрерывного действия (рис. 15.1) классифици­руют по следующим признакам:

Рис. 15.1. Виды экскаваторов непрерывного действия:

а — роторный траншейный; б — цепной траншейный; в — скребковый для узких

траншей; г — фрезерный; д — роторный для засыпки траншей; е — роторный

поперечного копания; ж — цепной поперечного копания

по назначениюили виду выполняемых работ — траншейные — для рытья и засыпки траншей, карьерные — для добычи строи­тельных материалов в карьерах, строительно-карьерные — для мас­совых земляных работ в строительстве;

по типу рабочего органа— роторные и цепные;

по способу копания— продольного, когда относительное и пе­реносное движение совершается в одной плоскости, и поперечно­го копания — в противном случае. Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др.).

Траншейными экскаваторами называют землеройные машины непрерывного действия с рабочим органом продольного копания, применяемые для рытья траншей — выемок большой протяжен­ности по сравнению с размерами их поперечных сечений.

В зависимости от типа рабочего органа различают роторные и цепные траншейные экскаваторы. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные

экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламенти­рованы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т. п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цеп­ные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практиче­ской глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6 м.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработ­ки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонт-но-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экска­ватор наиболее полно реализует свои технологические возможно­сти при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля од­ноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи, входящая в его индекс. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м; ЭТЦ-165 — экскава­тор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6 м. Основными параметрами служат масса экскаватора, мощность двигателя и др.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудо­вания, соединенных между собой по полуприцепной (большинство роторных экскаваторов) или навесной (малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскавато­ры) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экс­каваторов используют обычно гусеничные или колесные тракто­ры с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из трак­торных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схе­му тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракто­рами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмака­ми этим достигается уменьшение давления на грунт (50. 80 кПа), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины _с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку _в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установлен­ный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экс­каваторы.

Техническая производительность траншейных экскаваторов

где П_т — производительность траншейных экскаваторов, м 3 /ч; F^ — площадь поперечного сечения траншеи, м 2 ; v_n — скорость пода­чи, м/ч.

Источник

Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия

Экскаваторы непрерывного действия предназначены для отрывки траншей и каналов в грунтах I—IV групп как в городских, так и в полевых условиях. Это землеройные машины на гусеничном или пневмоколесном ходу самоходного, полуприцепного и прицепного типов, которые при своем поступательном движении во время работы разрушают грунт с помощью группы непрерывно движущихся по замкнутому контуру ковшей, скребков или резцов, отрывают позади себя продольную выемку определенных размеров и одновременно эвакуируют грунт в сторону от нее (в отвал или транспортные средства) с помощью конвейера, ротора или шнека.

Различают два типа экскаваторов непрерывного действия: цепные и роторные. Рабочим органом цепных экскаваторов является одно- или двухрядная бесконечная цепь, огибающая наклонную раму и несущая на себе ковши, скребки или резцы. У роторных экскаваторов рабочий орган — жесткий ротор, или колесо с ковшами или скребками, вращающееся на роликах. Толщина разрушаемого грунта цепным органом практически постоянна по высоте забоя, роторным — переменной толщины, достигающей максимального значения на уровне оси вращения ротора.

В зависимости от условий работы и трудоемкости разработки грунтов скорости передвижения экскаватора и движения рабочего органа подбираются такими, чтобы независимо от глубины траншеи обеспечивалось расчетное наполнение ковшей.

Рис. 4.9. Экскаваторы непрерывного действия
а — скребковый одноцепной: 1 — отпал; 2 — трактор; 3 — цепной рабочий орган; 4 — механизм подъема —опускания рабочего органа; 5— шнек; 6— резцы; 7— скребок;8 — зачистной башмак; б — скребковый двухцепной: 1 — силовая установка; 2 — управление; 3 — гидропривод; 4 — трансмиссия; 5 — механизм подъема и опускания рабочего органа; 6 — конвейер; 7 — лоток; 8 — рабочий орган; в — роторный: 1 — тягач; 2 — рама для монтажа рабочего оборудования; 3,4 — механизмы подъема и привода; 5 — конвейер; 6 — ковш; 7 — ковшовый ротор

По типу рабочего органа цепные экскаваторы делятся на одноцепные, снабженные резцами и скребками, и двухцепные, между ветвями которых укреплены ковши или скребки с резцами.

Скребковые одноцепные экскаваторы (рис. 4.9, а) предназначены для отрывки траншей прямоугольного профиля шириной 0,14. 0,4 м, глубиной до 1,7 м в однородных (без каменистых включений) грунтах I — III групп. Производительность таких экскаваторов составляет 60. 80 м 3 /ч.

Скребковые двухцепные экскаваторы (рис. 4.9, б) используют для рытья траншей прямоугольного и трапецеидального сечений глубиной до 3,5 м, шириной по дну до 1,1 м и поверху до 2,8 м в талых грунтах I — III групп с включением камней диаметром до 0,2 м и в мерзлых грунтах с глубиной промерзания до 1,2 м. Разработка грунта ведется режущими элементами скребкового типа и транспортирующими заслонками. Для отрывки траншей трапецеидального профиля на рабочем органе экскаватора устанавливают активные цепные откосообразователи. Грунт, отделяемый цепями от целика, обрушивается на дно траншеи, откуда выносится на поверхность транспортирующими заслонками. Для разработки мерзлых грунтов устанавливается сменное рабочее оборудование — ковшовая цепь с зубьями-клыками. Поднятый наверх скребками (ковшами) грунт выгружается на поперечный ленточный конвейер и отводится им в сторону от траншеи (до 3 м). Производительность двухцепных экскаваторов до 220 м 3 /ч.

Роторные траншейные экскаваторы (рис. 4.9, в) разрабатывают траншеи различного сечения в грунтах I — IV групп с включением камней диаметром до 0,3 м, а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1,5 м. Ширина траншей поверху до 3,2 м, понизу до 2,1 м, глубина до 2,5 м.

Во время поступательного движения трактора и вращательного движения ротора ковши с зубьями непрерывно разрабатывают, поднимают на поверхность и выгружают грунт на ленту поперечного конвейера. Размеры траншей определяются шириной ковшей и степенью заглубления в грунт ротора. Для образования откосов с крутизной до 1 : 0,25 в талых грунтах экскаваторы оборудуются пассивными ножевыми откосниками, в мерзлых грунтах — активными фрезерными уширителями. Производительность роторных экскаваторов до 1200 м 3 /ч.

Экскаваторы-каналокопатели работают по тому же принципу, что и роторные. В отличие от роторных они способны отрывать каналы с пологими откосами (до 1 : 1,5) при ширине понизу до 2,5 м, глубине до 3 м.

До установки экскаватора непрерывного действия на трассу необходимо выполнить планировочные работы. Ширина спланированной полосы должна быть не меньше ширины гусеничного хода экскаватора, предназначенного для рытья траншеи. После планировочных работ и разбивки оси траншеи рытье траншеи, как правило, начинают со стороны низких отметок продольного профиля (для удобства водоотлива) и ведут навстречу уклону, при этом отвалы грунта, вынутого из траншеи, следует размещать с одной стороны выемки (преимущественно с нагорной) для защиты вырытой траншеи от стока поверхностных вод и возможности выполнения последующих монтажных работ с другой стороны.

Источник

ЭКСКАВАТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Экскаваторами непрерывного действия называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Рабочий орган экскаватора непрерывного действия оборудован несколькими ковшами, скребками или резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе — роторе или замкнутой цепи, располагая с определенным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений:

относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траектории относительно несущей рамы и переносного — перемещением рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который грунт поступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматизацию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и характеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его работой и оперативному ручному управлению в экстремальных ситуациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т.п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскаваторами, управление рабочим процессом которых требует постоянного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одноковшовыми является более полное использование во времени установленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая производительность.

Классифицируютэкскаваторы непрерывного действия (рис.138) по следующим признакам.

По типу рабочего органа: роторные и цепные.

По способу копания: продольного, когда относительное и переносное движение совершается в одной плоскости, и поперечного копания — в противном случае.

Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др.).

В зависимости от типа рабочего органа различают роторные и цепные траншейные экскаваторы. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламентированы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т. п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цепные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практической глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6 м.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонтно-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экскаватор наиболее полно реализует свои технологические возможности при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля одноковшовыми экскаваторами.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудования, соединенных между собой по полуприцепной (большинство роторных экскаваторов) или навесной (малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскаваторы) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экскаваторов используют обычно гусеничные или колесные тракторы с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из тракторных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схему тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракторами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмаками этим достигается уменьшение давления на грунт (50. 80 кПа), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экскаваторы.

Источник