Контрольные вопросы

1. Для каких видов работ предназначены автогрейдеры?

2. По каким признакам классифицируются автогрейдеры?

3. Какие вы знаете основные узлы автогрейдера?

4. Назовите типы рабочего оборудования автогрейдера.

5. Какие вы знаете виды дополнительного оборудования автогрейдеров?

6. Какие вы знаете основные параметры автогрейдеров и их рабочего оборудования?

7. В чем заключается особенность рабочего процесса автогрейдера?

8. Какие основные узлы рабочего оборудования автогрейдера вы можете назвать?

9. В чем конструктивная особенность механизма поворота отвала автогрейдера в плане?

10. Как соединяется тяговая рама автогрейдера с основной?

11. Какие основные технические характеристики автогрейдеров вы знаете?

12. В чем заключаются конструктивные особенности переднего управляемого моста автогрейдера?

13. В чем состоит особенность конструкции заднего моста автогрейдера?

Лабораторная работа № 4 изучение устройства одноковшовых строительных экскаваторов Задание

1. Изучить назначение, классификацию, устройство и работу одноковшовых строительных экскаваторов, их технические характеристики.

2. Описать назначение и устройство одноковшовых экскаваторов, их рабочий процесс.

3. Вычертить схему экскаватора с рабочим оборудованием «обратная лопата».

4. Изучить основные виды рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов.

5. Вычертить схемы рабочего оборудования прямой лопаты, грейфера и драглайна и описать их устройство.

6. Изучить схемы соединения элементов рабочего оборудования гидравлических экскаваторов.

Строительными называют одноковшовые универсальные экскаваторы с основными ковшами вместимостью 0,25–2,5 м³, оснащаемые различными видами сменного рабочего оборудования. Строительные экскаваторы предназначены для земляных работ в грунтах I–IV категорий. С помощью унифицированного сменного рабочего оборудования (до 40 видов) они могут выполнять также погрузочно-разгрузочные, монтажные, сваебойные, планировочные, зачистные и другие работы.

Классификация и индексация. Одноковшовые строительные экскаваторы классифицируют по следующим признакам:

– по типу ходового устройства: гусеничные с нормальной и увеличенной опорной поверхностью гусениц; пневмоколесные; на специальном шасси автомобильного типа; на шасси грузового автомобиля или трактора;

– по типу привода: с одномоторным (механическим и гидромеханическим) и многомоторным (гидравлическим и электрическим) приводом;

– по исполнению опорно-поворотного устройства: полноповоротные (угол поворота рабочего оборудования в плане не ограничен) и неполноповоротные (угол поворота рабочего оборудования в плане ограничен 270°);

– по способу подвески рабочего оборудования: с гибкой подвеской на канатных полиспастах и с жесткой подвеской с помощью гидроцилиндров;

– по виду исполнения рабочего оборудования: с шарнирно-ры-чажным и телескопическим рабочим оборудованием.

Действующая система индексации по ГОСТ 17343–83 предусматривает следующую структуру индексов (рисунок 4.1), дающую более полную характеристику эксплуатационных возможностей машины. Буквы ЭО означают экскаватор одноковшовый универсальный.

Рисунок 4.1 – Структура индексов одноковшовых универсальных экскаваторов

Четыре основные цифры индекса последовательно означают: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования (вид подвески) и порядко­вый номер данной модели. Восемь размерных групп экскаваторов обозначаются цифрами с 1 по 8. Размер экскаватора характеризуется массой машины и мощностью основного двигателя, а также геометрической вместимостью основного ковша.

В настоящее время серийно выпускаются экскаваторы 2–6-й размерных групп. В стандартах на экскаваторы для каждой размерной группы обычно приводится несколько вместимостей ковшей: основного и сменных повышенной вместимости – причем для последних предусмотрены меньшие линейные параметры и более слабые грунты, чем при работе с основным ковшом. Основным считается ковш, которым экскаватор может разрабатывать грунт IV категории на максимальных линейных рабочих параметрах (глубина и радиус копания, радиус и высота выгрузки и т. п.). Вместимость основных ковшей экскаваторов составляет: для 2-й размерной груп-пы – 0,25–0,28 м³, 3-й – 0,4–0,65 м³, 4-й – 0,65–1,0 м³, 5-й – 1,0–1,6 м³, 6-й – 1,6–2,5 м³, 7-й – 2,5–4,0 м³.

Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9. Цифра 1 означает гусеничное ходовое устройство (Г), 2 – гусеничное уширенное (ГУ), 3 – пневмоколесное (П), 4 – специальное шасси автомобильного типа (СШ), 5 – шасси грузового автомобиля (А), 6 –шасси серийного трактора (Тр), 7 – прицепное ходовое устройство (Пр), 8, 9 – резерв.

Конструктивное исполнение рабочего оборудования указывается цифрами 1 (с гибкой подвеской), 2 (с жесткой подвеской), 3 (телескопическое).

Последняя цифра индекса означает порядковый номер модели экскаватора. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т. д.) означает порядковую модернизацию данной машины, последующие – вид специального климатического исполнения (С или ХЛ – северное, Т – тропическое, ТВ – для работы во влажных тропиках). Например, индекс ЭО-5123ХЛ расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, 5-й размерной группы, на гусеничном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудования, третья модель в северном исполнении. Экскаватор оборудуется основным ковшом вместимостью 1,0 м³, соответствующим 5-й размерной группе, и сменными ковшами вместимостью 1,25 и 1,6 м³.

Основными частями строительных экскаваторов (рисунок 4.2) являются гусеничное или пневмоколесное ходовое устройство, поворотная платформа (с размещенными на ней силовой установкой, механизмами, системой управления и кабиной машиниста) и сменное рабочее оборудование. Поворотная платформа опирается на ходовое устройство через унифицированный роликовый опорно-пово-ротный круг и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости.

а

б

Рисунок 4.2 – Схемы полноповоротных гидравлических экскаваторов:

а – ЭО-3322 с оборудованием «обратная лопата» и ковшом емкостью 0,6 м³;

б – ЭО-4121 с оборудованием «прямая лопата» и ковшом емкостью 1,0 м³:

1 – силовая установка; 2 – бак гидросистемы; 3 – капот; 4 – кабина;

5 – нижняя часть стрелы; 6 – верхняя часть стрелы; 7 – гидроцилиндр рукояти;

8 – рукоять; 9 – гидроцилиндр ковша; 10 – ковш; 11 – гидроцилиндр стрелы;

12 – ходовая тележка; 13 – механизм хода; 14 – роликовый опорно-поворотный круг;

15 – механизм поворота платформы; 16 – противовес

К основным параметрам одноковшовых экскаваторов относятся: вместимость ковша, продолжительность рабочего цикла, радиусы копания и выгрузки, высота и глубина копания, высота выгрузки, преодолеваемый экскаватором уклон пути, конструктивная и эксплуатационная массы машины, среднее давление на грунт у гусеничных машин и нагрузка на одно ходовое колесо у пневмоколесных, колея и база ходового устройства.

Универсальные одноковшовые экскаваторы могут иметь большое количество сменных ковшей различной вместимости и другого сменного рабочего оборудования (рисунок 4.3). Наиболее часто используемым рабочим оборудованием универсальных экскаваторов являются прямая лопата, обратная лопата, грейфер, драглайн.

а

б

в

г

д

е

ж

з

и

к

л

м

н

о

п

Рисунок 4.3 – Сменные рабочие органы для земляных и грузоподъемных работ:

а–в – ковши обратных лопат; г – ковш для дренажных работ;

д – ковш для рытья узких траншей; е – ковш для планировочных работ;

ж – зачистной ковш; з–к – погрузочные ковши; л – бульдозерный отвал;

м – многозубовый рыхлитель; н – крановая подвеска; о – однозубовый рыхлитель;

п – надставка для бокового смещения ковша

Обратная лопата (см. рисунок 4.2, а) является самым распространенным видом рабочего оборудования гидравлических экскаваторов и предназначена для копания выемок, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.

Оборудование «обратная лопата» состоит из моноблочной или составной стрелы 5, 6, рукояти 8, поворотного ковша 10, гидроцилиндров 11, 7, 9 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша соответственно. Копание грунта производят поворотом ковша относительно рукояти и поворотом рукояти относительно стрелы. Копание можно осуществлять только поворотом ковша относительно неподвижной рукояти, что позволяет вести работы в стесненных условиях, а также в непосредственной близости от подземных коммуникаций. Выгрузку грунта и зачистку основания забоя также осуществляют поворотом ковша.

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 Н_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.

Технические характеристики экскаваторов с оборудованием «об-ратная лопата» приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Технические характеристики экскаваторов с оборудованием «обратная лопата»

Параметр	Марка экскаватора
	ЭО-2621В-2	ЭО-3122				ЭО-3322Д
		Рукоять				Стрела
		основная			удли-ненная	составная с уменьшенным вылетом, моно-блочная				составная с полным вылетом
Вместимость ковша q, м3	0,28	0,63	0,5; 0,4; 0,25		0,5; 0,4; 0,25	0,5			0,63	0,4	0,2
Категория разрабаты-ваемого грунта	I–IV	I–IV				I–IV			I–III	I–IV	I–IV
Радиус копания Rк, м	5,8	7,8		7,6	8,2	7,5		7,6		8,2
Глубина копания Hк, м	4,18	4,8		4,7/4,6	5,2	4,3				5,0	5,1
Высота выгрузки Hв, м	3,2	4,5		4,6	4,8	4,8	4,7			5,2	5,0
Усилие на режущей кромке Fк, кН	26	98		104	100	90
Продолжительность рабочего цикла Tц, с	16,0	16,3		15,9		16,0

Прямая лопата (см. рисунок 4.2, б) с поворотным ковшом широко применяется на экскаваторах 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 5, рукоять 8, ковш 10 и гидроцилиндры 11, 7, 9 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша соответственно. 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 9. Прямой лопатой с поворотным ковшом можно производить планирование и зачистку основания забоя.

Технические характеристики экскаваторов с оборудованием «пря-мая лопата» приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Технические характеристики экскаваторов с оборудование «прямая лопата»

Параметр	Марка экскаватора
	ЭО-2621В-2	ЭО-3122		ЭО-4124, ЭО-4125
		копаю-щий	погрузоч-ный		раскрыва-ющийся	пово-ротный
Вместимость ковша q, м3	0,25	0,63	1,2		1,0	1,0/1,2
Категория разрабатываемого грунта	I–III	I–IV	I–II	I–IV
Радиус копания Rк, м	4,7	6,8	6,6		7,1/7,6	7,15/7,9
Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки Rв, м	3,0	4,6	5,3		4,3/3,8	4,75/4,5
Высота выгрузки Hв, м	3,3	4,1	4,0		5,0/5,9	4,9/5,5
Глубина копания Hк, м	–	–	–		2,8/3,0	3,7
Кинематическая высота копания Hк, м	4,7	7,3	7,4		7,2/8,2	7,8/8,3
Усилие на режущей кромке Fк, кН	25	97	93		92/95	140
Продолжительность рабочего цикла Tц, с	15	16	18		16/18	17

Существуют различные способы соединения элементов рабо-чего оборудования гидравлических одноковшовых экскаваторов (рисунок 4.4).

а

б

в

г

д

е

ж

з

Рисунок 4.4 – Схемы соединения элементов рабочего оборудования

гидравлических экскаваторов:

а–в – гидроцилиндра со стрелой; г, д – гидроцилиндра с рукоятью;

е–з – гидроцилиндра с ковшом:

1 – стрела; 2 – рукоять; 3 – ковш

Грейфер (рисунок 4.5) применяют для рытья котлованов, траншей, колодцев и при погрузочно-разгрузочных работах. Особенно эффективно использование такого оборудования при копании глубоких выемок, а также в стесненных условиях.

а

б

Рисунок 4.5 – Экскаватор с грейферным оборудованием:

а – схема экскаватора с грейферным оборудованием; б – схема грейфера:

1 – канат подъема-опускания стрелы; 2 – решетчатая стрела; 3 – тяговый канат; 4 – замыкающий канат; 5 – ковш; 6 – поддерживающий канат

При работе грейфером при расторможенных подъемном 3 и замыкающем 4 канатах ковш грейфера с раскрытыми челюстями опускается на грунт. Зубья и режущие кромки челюстей частично врезаются в него. При натягивании замыкающего каната 4 ковш закрывается и поднимается, затем осуществляется поворот экскаватора к месту разгрузки, где челюсти раскрываются и грунт высыпается. Далее осуществляется поворот в забой, и рабочий цикл экскаватора повторяется.

В гидравлических экскаваторах устанавливают жестко подвешенные грейферы, у которых необходимое давление на грунт при врезании создается принудительно с помощью гидроцилиндров рабочего оборудования. Это позволяет эффективно разрабатывать плотные грунты независимо от массы грейфера. Грейфер шарнирно крепят к рукоятке обратной лопаты вместо ковша таким образом, что возможно, его продольное и поперечное раскачивание.

Драглайн (рисунок 4.6) применяется при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора с выгрузкой в отвал или на транспорт. В отличие от обратной лопаты драглайн оборудуется решетчатой стрелой с ковшом совкового типа, подвешенным к ней на специальной упряжи, что обеспечивает большие радиусы копания и выгрузки и большую глубину копания.

а

б

Рисунок 4.6 – Схема экскаватора с оборудованием драглайна:

1 – канат подъема-опускания стрелы; 2 – решетчатая стрела;

3 – поднимающий канат; 4 – ковш; 5 – упряжь; 6 – тяговый канат;

7 – уравнительный блок; 8 – цепи подвески ковша; 9 – распорка

Работа драглайном осуществляется следующим образом. При расторможенном тяговом канате 6 ковш 4 опускается в забой, подтягивается канатом снизу вверх под некоторым углом по забою. Грунт срезается режущей кромкой ковша и наполняет его. Наполненный грунтом ковш поднимается на требуемую высоту, после чего осуществляется поворот экскаватора к месту разгрузки, и тяговый канат растормаживается. Ковш повисает режущей кромкой вниз, в результате чего грунт высыпается. После этого осуществляется поворот экскаватора в забой, и рабочий цикл повторяется.