Лекция 8. Пневмоколёсные и гусеничные гидравлические экскаваторы

Гидравлическая система неполноповоротных экскаваторов выполняется двухпоточной. Один из потоков (экскаваторный) служит для привода рабочего оборудования и обеспечивает изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы, поворот ковша относительно рукояти. Другой поток (тракторный) является частью базовой машины и предназначен для подъема и опускания бульдозерного отвала, поворота рабочего оборудования в плане, выдвижения и втягивания выносных опор. Двухпоточная система обеспечивает независимое совмещение операций поворота с любым движени­ем элементов рабочего оборудования.

Потоки обслуживаются шестеренными насоса­ми с приводом от дизеля трактора через редук­торы. Рабочее давление в системе составляет до 15 МПа.

Гидравлические полноповоротные эк­скаваторы с шарнирно-рычажным рабо­чим оборудованием созданы на базе единых конструктивных схем, широкой унификации агрегатов и узлов и серийно выпускаются 3...6-й размерных групп. Привод сменного рабочего оборудования таких экскаваторов осуществляется от гидроцилиндров двойного действия, а поворот платформы и передвижение машины – от индивидуальных гидромоторов. Пневмоколесные и гусеничные полноповоротные экскаваторы различных размерных групп показа­ны на рисунках 24, 25, 26, а их сменные рабочие органы – на рис. 27.

В качестве сменных рабочих органов гидравли­ческих экскаваторов (рис. 27) при выполнении обычных земляных работ используют ковши обратных 1, 2, 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 подвеску16 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, бурами для бурения шпуров и скважин и т. п.

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. 24. Пневмоколесные полноповоротные гидравлические экскаваторы:

а-ЭО3323; б-ЭО4321;

1-опорно поворотное устройство; 2-пневмоколесное ходовое устройство; 3-выносная опора; 4-поворотная платформа; 5-силовая установка; 6,8,9-гидроцелиндры стрелы рукояти ковша; 7-стрела;10 рукоять; 11-ковш; 12-бульдозерный отвал; 13-кабина машиниста

Рис. 25. Гусеничные гидравлические экскаваторы 3-й и 4-й размерных групп;

а-ЭО-3122;б-ЭО4124;

1-гусеничное ходовое устройство; 2-поворотная платформа; 3-силовая установка;

4-кабина; 5-моноблочная стрела; 6,7,10-гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы;

8-рукоять; 9-ковш обратной лопаты; 11-опорно поворотное устройство; 12- базовая часть; 13-головная часть стрелы

Рис. 26. Гусеничные гидравлические экскаваторы 5-й и 6-й размерных групп:

а-ЭО-5124; б-ЭО6123;

1- гусеничное ходовое устройство; 2-противовес; 3-кабона; 4-стрела;

5,6,9- гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 7-рукоять; 8-ковш обратной лопаты;

10-поворотная платформа; 11-ковш прямой лопаты

Рис. 27. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

В комплект оборудования обратной лопаты (рис. 28, а) входят: стрела (моноблочная Г-образной формы или составная 1,6 изменяемой длины), рукоять 5, поворотный ковш 4 и гидроцилиндры 2, 3, 8 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта производится поворотом ковша относительно рукояти и поворотом рукояти относительно стрелы. Копание можно производить только поворотом ковша относительно не­подвижной рукояти, что позволяет вести работы в стесненных условиях, а также непосред­ственной близости от подземных коммуникаций. Поворотом ковша осуществляется не только копание, но и выгрузка грунта, а также зачистка 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 Нв), что в сочетании со сменными профильными ковшами различной вместимости позволяет расширить область приме­нения экскаватора и использовать его с макси­мальной производительностью в различных грунтовых условиях.

Рис. 28. Рабочее оборудование обратной лопаты

Основная 1 и удлиняющая 6 части составной стрелы соединены шарниром и тягой 7, установкой которой в различные положения на удлиняющей части достигается изменение длины стрелы. На основную часть стрелы устанавливают оборудова­ние прямой лопаты, грейфера и погрузчика. При работе вблизи фундаментов зданий и других сооружений, а также при копании траншей, ось которых не совпадает с продольной осью экскаватора, в оборудовании обратной лопаты применяют специальную промежуточную вставку 9 (рис. 28, б), позволяющую устанавливать рукоять 5 с гидроцилиндром под углом в плане к продольной оси стрелы 1. Вставка обеспечивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольной оси машины. Оборудование со смещенной осью копания является одним из преимуществ гидравлических экскаваторов.

Прямая лопата 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 (рис. 29) стрелу 1, рукоять 2, ковш 3 и гидроцилиндры 4, 5, 6 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.

Погрузчик применяют для погрузки сыпу­чих и мелкокусковых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузки в транс­портные средства (или отсыпки в отвал) грунтов I…II категорий, а также 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.

Рис. 29. Рабочее оборудование прямой лопаты

Рис. 30. Рабочее оборудование погрузчика

Рис. 31. Рабочее оборудование грейфера

В комплект погрузочного оборудования (рис. 30) входят: стрела 1, рукоять 4, тяга 3, ковш 6 и гидроцилиндры 2, 5, 7 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Кинематическая схема погруз­чика обеспечивает горизонтальное движение ковша от экскаватора при внедрении его в грунт или штабель материала и планировочных работах. После внедрения в разрабатываемый материал возможен поворот ковша для лучшего его заполнения гидроцилиндром 7, которым поворачи­вают поднятый на заданную высоту ковш при разгрузке.

Грейфер 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. На 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.

Оборудование грейфера (рис. 31) состоит из составной стрелы 1 и рукояти 3 с гидроцилиндра­ми 2, 7, используемых от обратной лопаты, двухчелюстного грейферного ковша 6 с гидро­цилиндрами 5 для замыкания и открывания челюстей и механизмом 4 поворота ковша в плане. Челюсти ковша в исходном положении раскрыты. Наполнение его происходит при смыкании челюстей гидроцилиндрами 5. Необходимое напорное усилие создается опусканием стрелы. Разгружают ковш размыканием челюстей. Для глубокого копания колодцев до 30 м, траншей и котлованов в оборудовании грейфера использу­ют удлиняющие промежуточные вставки.