Конструкція робочого обладнання
Робоче обладнання роторного екскаватора складається з стріли, ротора і підвіски.
За геометричною формою розрізнюють кульові і колісні ротори. Колісні ротори за способом розвантаження з гравітаційним і інерційним розвантаженням, а за напрямком розвантаження – з торцовим і бічним розвантаженням.
Колісний камерний ротор (рис.3) складається з власного колеса 4 і черпаків 2, які закріплені на його циліндричній поверхні. Гірська порода, що зачерпується черпаками, при підйомі їх у верхнє положення ковзає по розвантажувальних поверхнях 3 і падає на конвеєр 1.
Швидкість ковзання породи по розвантажувальній поверхні залежить від кута нахилу цієї поверхні до горизонту, який в свою чергу визначається кутом нахилу розвантажувальної поверхні до осі ротора, нахилом осі ротора до горизонту і положенням, що займає в даний момент розвантажувальна поверхня.
Рис. 3 Схема колісного камерного ротора: 1-конвеєр, 2-черпаки,
3-розвантажувальні поверхні; 4 - роторне колесо
Остання внаслідок обертання ротора постійно змінюється. Розвантаження породи з черпака можливе тільки в межах розвантажувального кута, що складає для камерних роторів 60…70. Отже, кількість черпаків на роторі і його частоту обертання обирають так, щоб за період проходження черпаком розвантажувального кута порода з нього встигла зісковзнути з розвантажувальної поверхні на конвейєр. Вказані показники характеризують продуктивність екскаватора. Збільшення кількості черпаків супроводиться збільшенням діаметра колеса до 16…18 м у потужних екскаваторів, що мають 12 черпаків на роторі.
Підвищення частоти обертання ротора можливе тільки в тому випадку, якщо буде збільшена швидкість ковзання породи по розвантажувальній поверхні, що в камерних роторах досягається збільшенням абсолютного кута нахилу розвантажувальних поверхонь.
Ротори з бічним розвантаженням по конструкції розвантажувальних поверхонь бувають камерні і безкамерні. Зараз в більшості випадків застосовуються колісні ротори з бічним гравітаційним розвантаженням. На раніше виготовлених екскаваторах застосовувалися камерні ротори. У 1949 р. на Увельському кар'єрі вперше був виготовлений екскаватор з безкамерним ротором. За останні роки безкамерні ротори набули широкого поширення, вони застосовуються на більшості екскаваторів, що будуються.
Результатом подальшого удосконалення виконавчого органу роторних екскаваторів було створення безкамерного ротора (рис.3), яких не має індивідуальних (для кожного черпака) розвантажувальних поверхонь (камер). Їх замінює одна нерухома розвантажувальна поверхня. Порода заповнює ковш і підковшову камеру, обмежену з внутрішньої сторони сегментом. Як тільки черпак підіймається вище за кромку сегмента, порода висипається з нього на розвантажувальну поверхню і по ній зсипається на конвейєр. Кут розвантаження з безкамерних коліс вдається збільшити до 120. Крім того, шлях, який проходить порода по рухомій поверхні ротора (ковш і підковшова камера), в цьому випадку коротше, ніж у камерного ротора. Ці дві обставини дозволяють підвищити частоту обертання ротора, збільшивши число ковшів, що розвантажуються в хвилину, з 30-40 у камерних до 108 у безкамерних роторів. Швидкість різання при цьому зростає з 1,5…2 до 5 м/с, а частота обертання з 2…3 до 10 хв1.
Недоліки безкамерних роторів з нерухомою розвантажувальною поверхнею – незадовільна поперечна жорсткість і налипання породи на розвантажувальну поверхню.
Ротор з торцевим розвантаженням (рис.4) має ряд позитивних властивостей. Конвеєр встановлюється позаду ротора, на якому черпаки розташовані так, що днище, що знаходиться попереду черпака, служить розвантажувальною поверхнею наступному черпаку. Порода з черпака під дією сили тяжіння зсипається на конвейєр. Завдяки тому, що ротор і конвейєр розташовуються на осі стріли, а приводи ротора симетрично з обох боків останнього, з'являється можливість розвантажити стрілу від зусиль, що скручують. Колесо ротора виходить простим у виготовленні, міцним, меншої маси. На ньому вдається розташувати більше число черпаків, за рахунок чого підвищується продуктивність.
Рис. 4 Схема безкамерного ротора: 1-ковш, 2-сегмент, 3-підковшова камера, 4-розвантажувальна поверхня
Ротор з торцевим розвантаженням володіє експлуатаційними недоліками. Порода зпресовувається і налипає в черпаках, що в багатьох випадках ускладнює або робить неможливою роботу екскаватора. Кут повороту ротора від початку до закінчення розвантаження досягає 50…60.