М ногоковшовые экскаваторы.

1. По типу рабочего органа они под­разделяются на:

   1. роторные

   2. цепные.

Принципиальная особенность этих машин заключается в непрерывности действия. Эти машины менее универсальны, чем одноковшовые экскаваторы, вследствие чего их широко применяют для выполнения однотипных работ большого объема, к которым относятся траншеекопатели и карьерные.

2. По характеру движения рабочего органа:

1)на экскаваторы продольного копания (цепные и роторные), у которых направление перемещения машины и направление рабочего движения одинаковы;

2) экскаваторы поперечного копания (только цепные), у которых направление переме­щения машины перпендикулярно направлению рабочего движения;

3) экскаваторы карьерные роторные, у которых рабочий орган кроме вращения вокруг своей оси поворачивается относительно оси машины.

Цепные траншеекопатели могут разрабатывать тран­шеи большей глубины, чем роторные, и при равной глубине копания имеют меньшую массу. Поэтому их применяют чаще, несмотря на то, что при одинаковой с роторными траншеекопателями массе имеют меньшую производительность. Малые модели цепных траншеекопате­лей, как и роторных, часто изготовляют в виде навесного оборудова­ния на тракторах, тягачах и автомобилях.

Цепной траншеекопатель:

1. транспортно-силовая установка

2. вал привода транспортера

3. то же, рабочего органа

4. рабочий орган

Рабочее оборудование такого экскаватора состоит из ковшовой рамы, по которой движется бесконечная цепь с укрепленными на ней ковшами. Поднимается и опускается рама при помощи канатного, гидравлического или цепного привода. Ковшовая цепь приводится в движение при одномоторном приводе через редуктор и цепную пере-

дачу от двигателя. На современных экскаваторах часто применяется многомоторный привод и гидродинамическая передача с гидротранс­форматором.

Рабочий орган траншеекопателя представляет собой широкий и короткий ковш. При очень малой ширине траншеи (0,3—0,5 м) при­меняют полуковши или скребки. Разгрузка ковша при огибании верх­ней звездочки ковшовой цепи производится принудительно. Для этого на ковшовой раме устанавливают подпружиненные скребки, вычи­щающие ковш при огибании звездочки.

Для изменения ширины траншеи на ковшах крепят боковые ножи-уширители, применяют специальные фрезы на ковшовой раме, а также ковши разной ширины. Для широких траншей ковши устанавливают

в два ряда и размещают их в шахматном порядке для большей равно­мерности работы. Для

обработки каналов с откосами в легких грунтах используют дополнительно боковые шнеки и ножи. Ковши снабжают зубьями, иногда устанавливаемыми в шахматном порядке.

На рис. 8.27 приводится общий вид одного из последних типов цепных траншеекопателей. Он предназначен для рытья траншей глу­биной до 2,5 м в незамороженных грунтах I—III категорий. В кон­струкции машины предусмотрена возможность оборудования ее допол­нительной вставкой, позволяющей рыть траншеи глубиной до 3,5 м.

Привод транспортной установки позволяет осуществить бессту­пенчатое регулирование в диапазоне передвижения 5÷150 км/ч. Это дает возможность на малых скоростях передвижения разрабатывать мерзлые грунты.

При работе ковшовая цепь приводится в движение, а стрела по­степенно опускается. Ковши врезаются в грунт на заданную глубину копания, после чего включается ходовой механизм и копание траншей осуществляется рабочим перемещением машины. Грунт с ковшей, разгружающихся при огибании ими приводной звездочки, падает на поперечный конвейер. Скорость конвейера 2—2,5 м/с, длина 2—4 м. Конвейер может сдвигаться вправо или влево так, что обеспечивается разгрузка с нужной стороны траншеи.

Основными параметрами экскаваторов являются скорость движения ковшей v_a (скорость копания) и скорость перемещения машины и_х. При любой глубине траншеи Н скорость ковшовой цепи и скорость хода должны обеспечивать наполнение ковшей. При врезании в грунт толщина стружки быстро возрастает до постоянного значения, сохра­няемого по всей траектории ковша в забое. Обычно у траншеекопателей ковшовая рама устанавливается под углома <30-55°. При большем угле грунт просыпается через заднюю стенку ковша.

Транспортные скорости гусеничных цепных траншеекопателей со­ставляют 1,2—6 км/ч. На 10 л емкости ковша масса их равна 2—3 т, мощность привода 10—25 кВт (последние значения для машин, пред­назначенных для очень крепких и мерзлых грунтов). Расход дизель­ного топлива составляет 0,1—0,2 л на 1 м³ грунта. Удельные средние показатели на 1 л (1 дм³) емкости ковша у цепных траншеекопателей: мощность дизеля 0,6—1,8 кВт, масса 0,28—0,33 т, производительность 1,0—4м³/ч, годовая выработка 1,0—1,6 тыс. м³. Производительность на 1 т массы 3—6 м³/ч, расход энергии на 1 м³ грунта составляет 0,5—1,2 кВт-ч, расход дизельного топлива 0,07—0,15 кг.

Роторные траншеекопатели отличаются от цепных более высокими КПД, производительностью и меньшими размерами траншеи, разрабатываемой ими. Поскольку наибольшая глубина тран­шеи у них не превышает 0,6 диаметра ротора, то уже при глубине тран­шеи порядка 3,5 м необходим ротор диаметром около 6 м. Ротор таких размеров затрудняет транспортировку, а поэтому роторные траншееко­патели редко применяются для траншей глубже 2,5 м.

В качестве базовой машины для них используют тракторы или тя­гачи, обычно на гусеничном ходу. Конструктивная схема такого экска­ватора показана на рис. 8.28. Рабочее оборудование состоит из ротора, несущего 10—16 ковшей. Ротор представляет собой обод, катящийся по роликам четырехугольной или треугольной рамы, который приво­дится во вращение шестерней механизма привода, установленной на раме и сцепляющейся с венцовой шестерней обода. Рама снабжена кожухом, препятствующим высыпанию грунта из ковшей. На ободе закрепляется от 10 до 14 ковшей. Поднимается и опускается ротор с помощью цепных, гидравлических или канатных устройств.

Рабочим органом является ковш, снабженный зубьями. Для креп­ких грунтов зубья имеют большую длину и выполняются в виде клы­ков, устанавливаемых в шахматном порядке, чтобы увеличить объем скола. Очищающие скребки в роторных траншеекопателях не уста­навливаются из-за жесткого крепления ковшей к ободу, что затрудняет использование экскаваторов в вязких грунтах. Для лучшей разгрузки таких грунтов задние стенки ковшей изготовляют из цепей круглого железа. Для уширения траншеи на колесе устанавливают два ряда ковшей или применяют уширители. Для обработки канав с откосами в легких грунтах используют специальные ножи.

Эти экскаваторы выпускаются с одномоторным дизельным и с мно­гомоторным дизель-электрическим приводом. В дизель-электрическом приводе дизель приводит в движение генератор, ток от которого передается к электродвигателям приводов ротора, ходовой части и гидронасоса.

Процесс работы проходит следующим образом. Ротор приводится в движение и постепенно опускается до заглубления на заданную глубину копания. После этого включается ходовой механизм и машина перемещается вдоль разрабатываемой траншеи. Грунт из ковшей высыпается на ленточный конвейер и подается на бровку забоя.

Скорость ковшей колеблется от 1,5 до 2,5 м/с. Скорость перемеще­ния машины (рабочий ход) составляет 20—600 м/ч. Каждый ковш движется вокруг оси колеса и одновременно поступательно, поэтому сечение стружки изменяется и достигает максимального значения на высоте копания, равной радиусу колеса.

Цепные экскаваторы поперечного копания широко применяют на карьерах нерудных материалов как для вскрыш­ных работ, так и для добычи глины, гравия, песка.

Эти машины делят на экскаваторы нижнего и верхнего копания. Экскаваторы нижнего копания разрабатывают забой, расположенный ниже уровня установки машины (рис. 8.30, б, г), а экскаваторы верхнего копания — выше уровня установки машины (рис. 8.30, а, в). При втором способе разработки энергоемкость процесса меньшая, чем при первом, так как грунт не приходится поднимать вверх.

Современные экскаваторы можно переоборудовать для верхнего или нижнего копания.

На карьерах для добычи нерудных материалов применяют экскава­торы сравнительно малой мощности, до 50 кВт. Емкость ковшей этих машин составляет 20÷50 л (дм³), глубина или высота копания — 6-н9 м, скорость передвижения экскаватора — 4÷12 м/мин на желез­нодорожном ходу и 4÷6 м/мин на гусеничном.

Различают два вида копания при работе этими экскаваторами: параллельное и радиальное (веерное). При параллельном копании по всей длине забоя снимается стружка одинаковой толщины. В этом случае ковшовая рама расположена параллельно поверхности забоя и каждый ковш снимает стружку одинаковой толщины.

При радиальном резании рама находится под углом к поверхности забоя. Толщина снимаемой стружки в этом случае различна: у конца

ковшовой рамы она имеет максимальное значение, у выхода ковшей из забоя — минимальное. Когда ковшовая цепь приводится в движе­ние, рама постепенно опускается в забой до тех пор, пока ковш не заглубится в грунт на заданную глубину копания. После этого вклю­чают ходовой механизм и экскаватор начинает перемещаться вдоль забоя.

Для того чтобы при радиальном копании на поверхности забоя не оставалось несрезаемых полос, каждый последующий ковш должен срезать полосу, примыкающую или немного перекрывающую полосу, срезанную предыдущим ковшом. Для этого скорость перемещения

и скорость цепи при заданном шаге ковшей должны быть увязаны с ши­риной ковша.

Роторные карьерные экскаваторы устанавливают на гусеничном ходу. Роторные экскаваторы, выпускае­мые в настоящее время, имеют диаметр роторного колеса 1,6—16,5 м. При достижении очередным ковшом верхнего положения грунт из него высыпается на приемный транспортер. С этого транспортера грунт перегружается на другой ленточный транспортер, который подает его в отвал или транспортные средства.