Устройство и принцип работы современных экскаваторов — разбираем обстоятельно

Экскаваторы – самоходные землеройные машины, применяемые для формирования котлованов, канав, траншей, погрузки породы и сыпучих материалов, подготовки поверхности строительных площадок по проектным отметкам.

Как классифицируются агрегаты

Экскаваторы, ведущие разработку грунта путём последовательного повторения рабочих операций, называют машинами циклического (прерывного) действия. К подобным машинам отнесены одноковшовые устройства.

При одновременном выполнении операций, агрегат определяют как машину непрерывного действия. В исполнительных органах таких экскаваторов используются несколько ковшовых устройств, режущие и перемещающие породу скребки, фрезерные устройства выемки.

Многоковшовый экскаватор непрерывного действия

Энергоустановка современного экскаватора относится к дизельному или электрическому (с внешним питанием) типу, одномоторного или многомоторного исполнения.

Силовой момент на исполнительные органы, ходовую часть передаётся приводом:

• механического типа;
• объёмного гидравлического исполнения;
• через гидромеханические узлы – гидротрансформатор и механические трансмиссионные устройства;
• электрическим — как правило, для многомоторных агрегатов.

Ходовая система используется гусеничного, пневмоколесного, шагающего типа. Достаточно редко применяются железнодорожная платформа на рельсах и плавающие водные средства.

Роторный экскаватор – универсальный робот-землекоп

Быстро бегущий прогресс требует от всех направлений жизни повышение скоростей, мощностей и габаритов. Не оставил он в стороне и землеройную технику, ведь увеличение объёмов добычи ископаемых и качественное рытьё траншей сказываются на росте экономики в целом. Ускорить процессы выемки породы и вскрытия новых подземных пластов угля и минералов, выкопать километры котлованов без остановок способен роторный экскаватор.

Каковы особенности и преимущества специальной машины? Если и вы задались вопросом, что такое роторный экскаватор, отвечаем: это большой самоходный или навесной механизм, оснащённый несколькими заборными ковшами. Все они движутся по кругу на большом колесе (роторе). Оно выдвигается вперёд или поворачивается в стороны посредством держателя (стрелы).

Прародителем ротора по принципу действия считается древнее водоподъёмное колесо. Изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи по аналогии к нему разработал чертежи копательной машины. Первый патент на изобретение был выдан в 1884 году американскому инженеру Чарльзу Смитту. Его экскаватор имел два симметричных вращающихся колеса с ковшами. Между ними на стреле двигалась лента конвейера.

Отечественное производство техники такого типа началось в СССР в середине ХХ века в мастерских Часова Яра. Сегодня это компания ОАО «Крастяжмаш». За рубежом модели выпускаются серийно в Германии, Чехии, Японии, Соединённых Штатах Америки.

Наблюдается динамика развития построения крупных мощных машин с большим КПД, широким горизонтом и глубиной копания и малогабаритных вариантов с небольшими линейными параметрами. Последние отличаются мобильностью, используются для строительных работ, погрузки сыпучих материалов.

Назначение цепных экскаваторов

Экскаватором называют землеройную машину, выполняющую операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним или несколькими ковшами. В первом случае их называют одноковшовыми, во втором — многоковшовыми.

Цепной экскаватор, многоковшовый экскаватор, рабочий орган которого представляет собой черпаковую раму (жёсткую или шарнирную) с бесконечной цепью и ковшами (черпаками).

Цепной экскаватор (а. bucketchain excavator; н. Eimerkettenbagger; ф. excavateur а chaine; и. excavadora de cadena, excavadora de rosario) — самоходная горная машина непрерывного действия с исполнительным органом в виде бесконечной цепи с закреплёнными на ней ковшами. Выполняется на железнодорожном (рис. 1), гусеничном или реже шагающем ходу с поворотной или неповоротной платформой. Предназначен для ведения вскрышных или добычных работ верхним и нижним черпанием в породах или углях невысокой крепости при температуре до — 35°С, разработки выемок (каналов) с удалением породы в отвал или погрузки горной массы в транспортное средство непрерывного или цикличного действия. Прототип цепного экскаватора — паровая плавучая землечерпалка, применённая в 1812 русским инженером А. Бетанкуром в Кронштадте. Сухопутный цепной экскаватор был создан в Европе в 1860 и работал на строительстве железных дорог в Арденнах. При проходке Суэцкого канала (1863-68) использовалось 7 цепных экскаваторов, которые переместили 6 млн. м3 грунта. В России производство цепного экскаватора было начато Путиловским заводом в 1901. .

Классификация машин и агрегатов

Многоковшовые экскаваторы различаются устройством и техническими способностями. В зависимости от выполняемых функций они бывают вскрышными и добычными. И первыми, и вторыми проводится разработка грунта. По направлению рабочего поля их делят на модели продольного или радиального копания. На участках разной сложности могут меняться способы подхода ковшей к грунту: удаляется порода, вынимается земля верхним или нижним черпанием.

Существуют роторы специального траншейного типа:

• плужно-роторный, движущийся в одном направлении;
• быстроходный траншейный комплекс военного назначения;
• шнеково-роторный.

Для открытых разработок идеальный вариант – поворотный (карьерный) экскаватор.

По способу передвижения они объединяются в две крупные группы: самоходные (на гусеницах и рельсах) или навесные (прикреплённые к трактору тягачу).

Особенности конструкции

Описание роторного экскаватора ЭТР-224

Роторный экскаватор справляется с задачей выработки горных масс благодаря специальным ковшам, фиксирующимся на роторе, который вращается как вокруг собственной оси, так и в направлении, позволяющем обеспечить наилучшее заполнение. Такое оборудование может использовать в работе специальную стрелу. Отвальные и роторные стрелы опускаются и поднимаются благодаря специальным противовесам. Подача ротора на площадку происходит благодаря выдвижному механизму, который приводит стрелу в движение.

Для того чтобы опорожнить емкости после забора грунта, используется механизм гравитации. Надстройка экскаватора состоит из поворотной платформы, мачты, поддерживающей стрелу и системы полиспастов. Оборудование фиксируется на ходовой части экскаватора посредством поворотно-опорного устройства.

Экскаваторы, предназначенные для нижнего и верхнего копания, оснащаются ковшами, которые отличаются друг от друга левым либо правым вращением. Чтобы снизить ударную нагрузку и уменьшить износ конвейерной ленты, безъячейковые роторные колеса обыкновенно снабжаются специальными разгрузочными питателями.

Устройство и принцип действия цепного траншейного экскаватора

Рисунок. 1. — Схема действия цепного траншейного экскаватора.

Агрегат траншейный АТ-00.00.000 и АТМ предназначен для прорезки щелей с шириной 140, 280, 400 мм в грунтах с крепостью f<3ед. по шкале твердости проф. Протодъяконова; для разрыхления мерзлых и твердых грунтов при проведении различных земляных работ; прорезки траншей для укладки линий связи и электросиловых кабелей, трубопроводов и прочих коммуникаций; работ по резке известняков и песчаников; при подготовке строительных площадок.

— Агрегат траншейный АТ 00.00.000 с шириной прорезаемой щели H=140мм;

— Агрегат траншейный АТ 00.00.000-01 с шириной прорезаемой щели H=280мм;

— Агрегат траншейный АТМ с шириной прорезаемой щели H=280 мм;

— Агрегат траншейный АТМ с шириной прорезаемой щели H=400 мм; .

Сходства и различия конструкций

Принцип действия и устройство роторных экскаваторов у большинства механизмов одинаковые. Они представляют единую систему и состоят из поворотной платформы, к которой крепятся важные узлы: ходовая часть, кабина с пультом управления, надстройка с мачтами, отвальная и роторная стрелы с конвейерной лентой.

Разница бывает существенной только в:

• количестве ковшей, диаметре круга, к которому они крепятся;
• длине стрелы;
• размещении надстройки;
• метраже отвала, его поворотах и в тоннаже противовеса;
• мощности двигателя;
• способах разгрузки ковшей (от центробежной силы или от тяжести) и в передвижении.

Существуют незначительные отличия модификаций, выраженные в ковшовой вместительности, глубине, высоте копания. Они сказываются на том, как используют агрегаты.

Мировые роторные экскаваторы-монстры

Большой горный комбайн работает в Германии близ Кёльна на шахте «Гамбах». Bagger 288 имеет высоту 94 метра и длину 220 м. Огромное колесо диаметром 32 м весит 13 500 т, закреплено на 60-метровой стреле. Производительность гигантского роторного экскаватора – 245 тысяч м3 в сутки. Способен выкапывать уголь с глубины 100 м. Передвигается по поверхности на 12 гусеницах. Их размеры (высота 3, ширина 3,5, длина 15 метров) рассчитаны в соответствии с общим весом.

Обслуживается чудо техники бригадой из 5 человек. Работа на одном месторождении продолжается до тех пор, пока будет целесообразной и выгодной. Главная трудность – при перемещении удерживать равновесие ротора и правильное направление, чтобы избежать раскачки. Кроме того, очень важно выбирать ровную поверхность.

Конкурировать со своим сородичем может Bagger 293. Он построен в 1995 году для формирования карьеров, работает непрерывно по 3–5 суток. Входит в Книгу рекордов как обладатель крупнейшего механизма.

Людей не перестаёт удивлять, как это работает. Оказывается, достаточно просто соблюдать правила техники безопасности, владеть инженерными знаниями, и обслуживание подобных агрегатов не составит труда.

Достоинства использования налицо. Длительный срок эксплуатации (60–70 лет), огромнейшие объёмы работ и количество выполняемых функций быстро окупают затраты на строительство, техническую поддержку.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Одноковшовый колесный экскаватор эо-3322... Технические характеристики лучших моделе... Области применения речных экскаваторов и... Технические характеристики и схема работ...