5. Экскаваторные работы (лабораторная работа № 5)

Цель работы: ознакомление с назначением, классификацией, индексацией, конструкцией одноковшовых строительных экскаваторов, путями повышения производительности работ, проектированием забоев, элементами автоматизации экскаваторных работ.

5.1. Назначение

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 [2].

По назначению одноковшовые экскаваторы делят на строительные – для выполнения земляных работ, погрузки и разгрузки сыпучих материалов; строительно-карьерные – для выполнения работ по назначению строительных экскаваторов, а также для разработки карьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых открытым способом; карьерные – для работы в карьерах; вскрышные – для снятия верхнего слоя грунта или горной породы перед карьерной разработкой; туннельные и шахтные – для работы под землей при строительстве подземных сооружений и разработке полезных ископаемых.

Одноковшовый экскаватор может иметь только один вид рабочего оборудования или комплектоваться его сменными видами, устанавливаемыми на машину в зависимости от выполняемых работ. В первом случае экскаваторы называют специальными, а во втором – универсальными. К последним относятся большинство строительных экскаваторов. Используемые на массовых разработках горных пород открытым способом специальные карьерные экскаваторы имеют только один вид рабочего оборудования – прямую лопату.

Вскрышные экскаваторы имеют одинаковую с карьерными машинами базу и отличаются от последних главным образом размерами рабочего оборудования - ковшом большей вместимости, увеличенным его вылетом – расстоянием от оси вращения экскаватора до центра массы ковша. Это позволяет более полно использовать энергетические параметры силовой установки, прочностной ресурс машины и другие характеристики с целью получения наибольшей производительности на разработке вскрышных грунтов, менее прочных по сравнению с залегающей под ними горной породой. Для работы в карьерах широко применяют мощные шагающие драглайны, которые используют как на погрузке взорванной породы, так и на вскрышных работах. Карьерные и вскрышные экскаваторы, а также шагающие драглайны относятся к горным машинам. Однако их широко используют на строительстве крупных земляных сооружений, например плотин, дамб, водохранилищ, каналов и т. п.

В нашей стране примерно 90% одноковшовых экскаваторов являются универсальными строительными машинами с ковшами вместимостью 0,25…2,5 м³, оснащенными различными видами сменного рабочего оборудования. Экскаваторы данного типа 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 и другие работы.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грунтов состоит из следующих последовательно выполняемых операций: копание грунта (заполнение ковша грунтом), подъем ковша с грунтом из забоя, поворот ковша к месту разгрузки, разгрузка грунта из ковша в отвал или в транспортные средства, поворот порожнего ковша к забою и опускание его в исходное положение для следующей операции копания. В процессе работы отдельные операции цикла можно совмещать (например, подъем или опускание ковша с поворотом его в забой), что позволяет сокращать продолжительность цикла.

Приведенные ниже сведения касаются одноковшовых строительных универсальных экскаваторов.