Материал: Изучение устройства, принципа действия и классификации одноковшового и многоковшового экскаватора

Изучение устройства, принципа действия и классификации одноковшового и многоковшового экскаватора

ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

ПО МЕЛИОРАТИВНЫМ И СТРОИТЕЛЬНЫМ МАШИНАМ

Л.П.Р.20.02.03.021.014.ПЗ

Техникум гидромелиорации и механизации сельского хозяйства (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского

в пгт Советский

ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

ЛПР.20.02.03.021.014.ПЗ

Тема: «Изучение устройства, принцип действия и классификацию одноковшового и многоковшового экскаватора»

ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5

Тема: «Изучение устройства, принцип действия и классификацию одноковшового и многоковшового экскаватора»

Цель занятия: ознакомление с процессом работы машин, их устройством, рабочими параметрами и эксплуатационными показателями.

Оснащение рабочего места: одноковшовые экскаваторы, снабженные основными видами рабочего оборудования: прямая лопата, обратная лопата, драглайн,. Фильм.

Ход работы : знакомство (под руководством преподавателя) с общим устройством экскаватора, его механизмами и системами; составление по заданию эскизов с кратким описанием устройства и работы. Показ видеофильма.

Выполнение работы.

Экскаватор карьерный роторный

Экскаватор- планировщик ТАТРА

Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Все экскаваторы в зависимости от использования рабочего времени для собственно копания грунта делят на две большие группы: непрерывного действия - многоковшовые и периодического (цикличного) действия - одноковшовые.

Многоковшовые экскаваторы обе операции - копание грунта и его перемещение - выполняют одновременно; одноковшовые эти операции выполняют последовательно, прерывая копание на время перемещения грунта. Таким образом, рабочее время машины, в течение которого выбирают грунт, и производительность многоковшовых экскаваторов выше, чем одноковшовых. Несмотря на это, одноковшовые экскаваторы распространены шире вследствие их универсальности, т. е. возможности применять их как на земляных, так и на погрузочно-разгрузочных работах в самых тяжелых, в том числе скальных (с предварительным взрыванием), грунтах. Применение многоковшовых экскаваторов ограничено: в основном их используют при рытье траншей и добыче нерудных материалов в карьерах с однородными грунтами без каменных включений.

Классификация экскаваторов

Экскаватор (от лат. excavo - выдалбливать), землеройная машина, оборудованная навесным рабочим органом - ковшом, осуществляющим резание грунта одновременно с его наполнением. Благодаря высокой производительности при разработке грунтов различных категорий наибольшее распространение получили одноковшовые экскаваторы.

Классификация одноковшовых экскаваторов

По способу перемещения экскаваторы бывают

сухопутные

плавучие

По типу ходового устройства

гусеничные;

пневмошинные;

на спецшасси автомобильного типа;

шасси грузового автомобиля или трактора.

По типу применяемого основного (первичного) двигателя

дизельными

электрическими

По типу привода

одномоторные;

многомоторные.

По исполнению опорно-поворотного устройства

полноповоротные;

неполноповоротные.

По способу подвески рабочего органа

гибкие;

жесткие.

По типу исполнения рабочего органа

шарнирно-рычажные;

телескопические.

В зависимости от производственных условий в качестве сменного оборудования экскаваторов применяют прямые и обратные лопаты, драглайны, грейферы и струги.

Рабочее место называется забоем, а разрабатываемые по мере передвижения экскаватора участки грунта - проходкой.

Работы осуществляются продольными - лобовыми проходками и поперечными - боковыми.

Земляные работы с помощью экскаватора могут осуществляться с выгрузкой грунта в отвал, непосредственно в насыпь, или в транспортные средства - автосамосвалы.

Экскаваторы, оборудуемые прямой лопатой используют для разработки грунтов расположенных выше уровня стоянки экскаватора. В этом случае предусмотрен заезд экскаватора на уровень дна котлована. Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, используют для разработки , грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и при разработке траншей и неглубоких котлованов.

Экскаваторы-драглайны используют для разработки грунтов мягких и средних пород расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. Драглайн по схеме работы напоминает скрепер навешенный на стрелу экскаватора.

Экскаваторы-драглайны обладают большим радиусам действия и глубиной копания.

Экскаваторы, оборудованные грейферами, используют при разработке мягких и сыпучих грунтов при вертикальных укрепленных стенках глубоких котлованов.

Основными видами рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов являются: драглайн, прямая лопата, обратная лопата и грейфер.

Одноковшовые экскаваторы широко используются в водохозяйственном строительстве.

Таблица Область применения одноковшовых экскаваторов в водохозяйственном строительстве

Наиболее часто используются одноковшовые экскаваторы серии Э и ЭО. Они имеют ковши вместимостью от 0,15 до 2,5 м3.

Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами ведут позиционно.

Процесс разработки грунта из чередующихся в одном цикле операций:

. Резание грунта и заполнение ковша;

. Подъем ковша с грунтом;

. Поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки;

. Выгрузка грунта из ковша;

. Обратный поворот экскаватора в забой;

. Опускание ковша и подача его в исходное положение для резания грунта.

Основные рабочие параметры одноковшовых экскаваторов

Основные рабочие параметры одноковшовых экскаваторов следующие:

радиус резания Rр;

радиус выгрузки RВ;

высота выгрузки НВ;

глубина резания Нр.

Радиус резания (Rр) - это расстояние от оси вращения экскаватора до зубьев ковша, при врезании его в грунт;

Радиус выгрузки (RВ) - расстояние от оси вращения экскаватора до центра тяжести ковша в момент выгрузки грунта;

Высота выгрузки (НВ) - расстояние от уровня стояния экскаватора до нижней части ковша в момент выгрузки грунта;

Глубина резания (копания) (Нр) - наибольшая глубина выемки, которая может быть образована экскаватором с одной стоянки.

Кроме перечисленных признаков классификации, экскаваторы каждой из групп отличаются друг от друга назначением, размерами и мощностью.

Одноковшовые экскаваторы по назначению делят на три основные группы: строительные универсальные, предназначенные для земляных и погруэочно-разгрузочных работ в строительстве; карьерные - для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений, а также скальных пород; вскрышные - для разработки полезных ископаемых (угля, руды) открытым способом. К последней группе относятся также и мощные шагающие экскаваторы - драглайны, используемые на горных работах для перекидки верхних слоев пород в выработанное пространство, а также на строительстве крупных гидротехнических сооружений.

Кроме этих основных групп выпускают еще специальные экскаваторы, предназначенные для использования в определенных специфических условиях: подземные - для подземной разработки полезных ископаемых при большой мощности пласта, туннельные - для погрузки взорванной породы при проходке туннелей, торфяные - для добычи торфа и др.

Шагающий экскаватор Вскрышной экскаватор

Экскаватор карьерный Экскаватор - кран

Экскаватор обратная лопата Экскаватор- прямая лопата

Экскаватор с грейферным ковшом Экскаватор драглайн

Навесное оборудование к экскаваторам колесным

Все дополнительное навесное оборудование устанавливается на экскаваторы вместо снятого ковша и подключается к гидравлической системе.

Струг

Разработка грунта экскаваторами

Продольная схема разработки грунта Поперечная схема разработки грунта экскаватором

Схема разработки выемки . а) Лобовой забой б) Боковой забой

Ниже рассмотрим примеры наиболее часто применяемых одноковшовых гидравлических экскаваторов.

Неполноповоротный экскаватор ЭО-2621В-3. Этот экскаватор (рис. 4.6), относящийся ко 2-й размерной группе, предназначен для механизации земляных и погрузочных работ небольших объемов. Его монтируют на пневмоколесном тракторе ЮМЗ-6КЛ. Эта машина предназначена для разработки грунтов I…IV групп и погрузки сыпучих и мелкодробленых материалов. Машина оборудована рабочим оборудованием двух видов: экскаваторным и бульдозерным. Всего же машина может быть оснащена 22 видами сменного рабочего оборудования и рабочих органов.

Основной рабочий орган экскаваторного оборудования - ковш 0,25 м³ прямой и обратной лопаты. Кроме того, экскаватор может быть оснащен погрузочным ковшом 0,5 м крановой подвеской, вилами, телескопической рукоятью, грейфером, обратной лопатой со смешенной осью копания, гидромолотом, зубом-рыхлителем, захватом, буровым оборудованием, профильным и специальными ковшами.

Основные технические характеристики гидравлических экскаваторов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Технические характеристики одноковшовых гидравлических экскаваторов

Кроме обратной лопаты, экскаваторы оборудуют погрузчиком, грейфером, прямой лопатой и ковшами различной формы для специальных земляных работ.

Ковшом обратной лопаты отрывают небольшие котлованы, ямы с отвесными стенками, траншей для подземных коммуникаций, неглубокие каналы. Профильным ковшом очищают мелиоративные каналы.

Ковшом прямой лопаты разрабатывают мелкие забои, расположенные выше уровня стоянки машины, производят зачистные работы в котлованах, погрузку сыпучих и мелкокусковых материалов.

Решетчатым ковшом грузят крупнокусковые материалы.

Ковшом грейфера отрывают колодцы, очищают траншеи н каналы, грузят различные материалы и породы.

Погрузочный ковш используют для легких зачистных работ и погрузки мусора, снега и других материалов.

Крановую подвеску применяют на погрузке и разгрузке штучных грузов, на укладке трубопроводов и установке столбов.

экскаватор многоковшовый ротор конвейер

Рис. . 4.6

а - обратная лопата; б - прямая лопата; в - грейфер; 1 - гидроцилиндр ковша; 2 - тяги; 3 - ось; 4 - унифицированный ковш обратной и прямой лопат; 5 - узкий ковш; 6 - профильный ковш; 7 - специальный ковш; 8 - зуб-рыхлитель; 9, 10 - болты; 11 - вилочный захват; 12 - гидроцилиндр рукояти; 13 - погрузочный ковш; 14 - решетчатый ковш; 75 - ковш для зерна; 16. 21 - пальцы; 17-рукоять; 18 - трубопровод; 19, 20-рукава; 22 - головка грейфера; 23 - гидроцилиндр ковша грейфера; 24 - челюсть ковша грейфера; 25 - грейферные вилы; 26 - ковш без зубьев

Рис. 4.7

Вилами пользуются при погрузке.

В передней части трактора устанавливают бульдозерное оборудование, которое используют для засыпки траншей, очистки дорог, сгребания строительного мусора. Его можно применять для работы с грунтами до II группы включительно.

Гидромолот и зуб-рыхлитель используют для вскрытия асфальтового покрытия. Кроме того, зубом-рыхлителем можно взламывать корку мерзлого грунта толщиной до 300 мм.

Гидромолотом вскрывают также бетонные покрытия, дробят бутовые камни и мерзлый грунт. Гидромолотом, оборудованным трамбовочной плитой, уплотняют насыпные грунты.

Обратной лопатой со смещенной осью копания отрывают траншеи вблизи зданий и сооружений. Узкие траншеи для прокладки кабеля отрывают специальным ковшом. С помощью захвата грузят бревна и другие штучные материалы. Буровым оборудованием отрывают шурфы различного диаметра на глубину до 2 м.

Рис.4.8 . Экскаватор ЭО-2621В-3:- топливный бак; 2 - бак рабочей жидкости; 3 - кабина машиниста; 4 - рычаг управления; 5 - гидрораспределитель; 6 - гидроцилиндр стрелы; 7 - гидроцилиндр рукояти; 8 - стрела; 9 - рукоять; 10 - гидроцилиндр ковша;II - ковш; 12 - рычаг; 13 - выносная опора; 14 - гидроцилиндр опоры; 15 - поворотная колонна; 16 - насосная установка; 17, 18 - рамы; 19 - гидроцилиндр отвала бульдозера; 20 - рама отвала; 21 - отвал бульдозера

В отличие от предыдущих моделей на экскаваторе ЭО-2621В-3 установлен новый унифицированный ковш 0,25 м3 прямой и обратной лопат, который имеет более рациональную конструкцию. Этот ковш более жесткой конструкции, днище его не открывается; существенно повышена долговечность. Угол поворота ковша увеличен за счет применения шестизвенного механизма.

Для улучшения рабочих параметров машины, особенно с основным оборудованием «обратная лопата», применена удлиненная рукоять, что позволило увеличить такой важный показатель, как глубина копания, с 3,5 до 4,15 м.

С целью повышения срока службы рабочего оборудования на гидроцилиндре ковша установлен разгрузочный клапан.

Устойчивость экскаватора при работе возросла за счет введения гидрозамков в конструкцию гидроцилиндров выносных опор и отвала бульдозера.

Для обеспечения надежной работы усилена металлоконструкция бульдозерного оборудования.

Рабочее оборудование монтируют на рамах 18 (см. рис. 4.6) и 20, крепление которых выполнено таким образом, чтобы разгрузить остов трактора. Бульдозерный отвал 21с помощью гидроцилиндра 19 можно устанавливать на разной высоте. Кроме основного назначения, отвал выполняет также роль противовеса. Для повышения устойчивости экскаватора в работе к раме 18 крепят выносные опоры 13. С помощью двух гидроцилиндров 14 опоры опускают на грунт или во время движения машины поднимают вверх.

На раме 77 смонтированы также поворотная колонна 15 и механизм поворота экскавационного рабочего оборудования, состоящего из стрелы 8, рукояти 9 и ковша 11. Каждой из этих сборочных единиц управляют с помощью одного (стрела и ковш) или двух гидроцилиндров (рукоять). Жидкость к этим гидроцилиндрам подают под давлением от насосной установки 16. Запас рабочей жидкости для гидросистемы находится в баке 2.