3.3.2. Многоковшовые траншейные экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы широко применяются при отрывке траншей большой протяженности в полевых условиях для проклад­ки магистральных водоводов. Они являются самоходными землерой­ными машинами непрерывного действия, которые при своем посту­пательном движении отрывают позади себя продольную выемку — траншею определенной глубины и ширины. Траншейные экскавато­ры представляют собой навесное или полуприцепное землеройное оборудование к гусеничным и пневмоколесным тягачам. В отличие от одноковшовых траншейные постоянно передвигаются во время работы и отделяют грунт от массива с помощью группы непрерыв­но движущихся по замкнутому контуру ковшей или скребков и од­новременно эвакуируют его в сторону от траншеи в отвал или в транспортные средства с помощью отвального устройства. Типы и параметры траншейных экскаваторов определены ГОСТом. В каче­стве главного параметра принимается глубина отрываемых траншей.

Различают цепные и роторные траншейные экскаваторы. Рабочим органом цепных является однорядная или двухрядная бесконечная цепь, огибающая наклонную раму и несущая на себе ковши или скребки. Рабочим органом роторных экскаваторов является жесткий ротор (колесо) с ковшами или скребками, вращающийся на роликах. Во время работы цепь или ротор с ковшами движутся в плоскости передвижения экскаватора. Отделение грунта от массива и заполне­ние им рабочего органа осуществляются в результате сообщения цепи или ротору двух совмещенных движений копания: основного — по­ступательного относительно рамы (для цепи) или вращательного во­круг своей оси (для ротора) и подачи — поступательного в направлении Движения машины. Скорость движения рабочего органа (скорость ко­пания) и скорость подачи (передвижения машины) подбираются таки­ми, чтобы независимо от глубины траншеи обеспечивалось 100%-ное на­полнение ковшей. Скорость передвижения экскаваторов при копании траншей регулируется в широком диапазоне в зависимости от условий

91

работы, физико-механических свойств грунтов и составляет 10—400 м/ч у цепных машин и 10-800 м/ч у роторных. Для получения таких скоростей трансмиссии ходовых устройств базовых тягачей обору­дуются механическими и гидромеханическими ходоуменьшителями. Скорость рабочего органа у цепных машин не превышает 1,2 м/с, у роторных — 2 м/с. Рабочие органы траншейных экскаваторов име­ют несколько скоростей движения, причем пониженные скорос­ти используются при копании траншей в тяжелых талых и мерзлых грунтах.

Классификация и индексация. Траншейные экскаваторы классифи­цируют по следующим основным признакам:

• по типу рабочего органа — цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР);

• по способу соединения рабочего оборудования с базовым тяга­чом — с навесным и полуприцепным рабочим оборудованием;

• по типу ходового устройства базового тягача — на гусеничные и пневмоколесные;

• по типу привода — с механическим, гидравлическим, электри­ческим и комбинированным приводом.

Наибольшее распространение получили гусеничные траншейные экскаваторы с комбинированным приводом. В индексе траншейных экскаваторов (рис. 3.39) первые две буквы ЭТ означают: экскаватор траншейный, а третья — тип рабочего органа (Ц — цепной, Р — ро­торный). Первые две цифры индекса обозначают наибольшую глуби­ну отрываемой траншеи (в дм), третья — порядковый номер модели. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т.д.) означает порядковую модернизацию машины, последующие — вид специального климатического исполнения (ХЛ — северное, Т — тропическое, ТВ — для работы во влажных тропиках). Например, индекс ЭТЦ-252А обозначает: экскаватор траншейный цепной, глу­бина копания 25 дм, вторая модель — 2, прошедшая первую модер­низацию — А.

Цепные траншейные экскаваторы. По типу рабочего органа цепные экскаваторы делятся на многоковшовые — с двухрядной цепью, меж­ду ветвями которой укреплены ковши, и скребковые — с однорядной и двухрядной цепью, снабженной скребками и резцами.

Скребковые одноцепные экскаваторы предназначены для рытья траншей прямоугольного профиля глубиной до 1,6 м и шириной 0,2-0,4 м под кабели и водопровод в однородных без каменистых вклю­чений грунтах I—III групп. Они представляют собой унифицирован­ное навесное оборудование на пневмоколесный серийный трактор с одним или обоими ведущими мостами и применяются для выполне-

92

Рис. 3.39. Система индексации многоковшовых траншейных экскаваторов

ния рассредоточенных земляных работ небольших объемов на пред­варительно спланированных площадках.

Скребковый экскаватор (рис. 3.40, а) состоит из базового пнев-моколесного трактора 3 мощностью 55-80 л. с. (40-60 кВт) и навесно­го оборудования — цепного рабочего органа 6 с зачистным башмаком 5, отвального шнекового конвейера, гидравлического механизма подъе­ма — опускания рабочего органа 4 и гидромеханического ходоумень-шителя. Спереди трактора навешивается управляемый гидроцилинд­ром 2 бульдозерный отвал /, используемый для несложных планиро­вочных работ и засыпки траншей после укладки в них коммуникаций. На экскаватор может быть навешено сменное рабочее (баровое) обо­рудование для нарезки щелей в мерзлых грунтах.

Рабочий орган экскаватора (рис. 3.40. б) представляет собой зам­кнутую однорядную втулочно-роликовую цепь 6, несущую на себе резцы специальной формы //для послойного срезания грунта и скребки 10 для подъема грунта из траншеи. Резцы и скребки трех видов располагаются на цепи по определенной схеме, способствую­щей равномерному распределению нагрузки на цепь при копании. Производя смену резцов и скребков, получают траншею шириной 0,2-0,4 м. Цепь обегает раму 8 со специальными проушинами 12 для

93

Рис. 3.40. Многоковшовый скребковый одноцепной экскаватор: а — общий вид; б — рабочий орган

94

шарнирного крепления к трактору. Между проушинами рамы на при­водном валу помещена ведущая звездочка цепи. На противоположном конце рамы установлена натяжная звездочка 7, связанная с винтовым натяжным устройством для регулирования натяжения цепи. На раме рабочего органа установлены также два шнека 9 отвального шнекового конвейера с различным (правым и левым) направлением сплош­ных витков, предназначенные для эвакуации поднятого скребками грунта по обе стороны от траншеи. Шнеки имеют общий вал и при­водятся во вращение скребковой цепью 6. Расположение шнекового конвейера на раме рабочего органа зависит от глубины копания, при изменении которой он может быть установлен в соответствующее положение. К раме рабочего органа за скребковой цепью крепится консольный зачистной башмак 5 для подбора со дна траншеи осыпа­ющегося грунта. Ширина зачистного башмака должна соответство­вать ширине отрываемой траншеи.

Привод рабочего органа — механический и осуществляется от заднего вала отбора мощности трактора через редуктор, обеспечи­вающий несколько скоростей резания грунта.

Экскаватор имеет скорости движения рабочие (пониженные), ис­пользуемые только при копании траншей, и транспортные (повы­шенные), используемые при перебазировках машины.

Для получения рабочих скоростей трансмиссия хода трактора до­оборудуется гидравлическим ходоуменьшителем в виде многоступен­чатого цилиндрического редуктора с приводом от аксиально-порш­невого гидромотора. Ходоуменьшитель обеспечивает бесступенчатое регулирование скоростей рабочего хода в широком диапазоне — от 10 до 400 м/ч, что позволяет производительно использовать экскаватор в различных грунтовых условиях. При переездах машины ходоумень­шитель отключается и экскаватор движется на транспортной скоро­сти при включении тракторной коробки передач.

Техническая производительность одноцепных скребковых экска­ваторов при разработке грунтов I группы составляет 60-80 м³/ч.

Скребковые двухцепные экскаваторы изготовляют на базе узлов и деталей серийных гусеничных тракторов. Они предназначены для рытья траншей прямоугольного и трапецеидального профиля глу­биной до 4,0 м, шириной по дну 0,8 и 1,1 ми шириной по верху до 2,8 м в талых грунтах I—III групп с каменистыми включениями раз­мером до 200 мм. Рабочим оборудованием таких машин является наклонный двухцепной скребковый рабочий орган, оснащенный режущими элементами скребкового типа и транспортирующими заслонками.

95

Конструкцию машин этого класса рассмотрим на примере широко распространенных экскаваторов ЭТЦ-354А и ЭТЦ-252. Экскава­тор ЭТЦ-354А (рис. 3.41, а) состоит из дизеля 3 мощностью 54 л. с. (40 кВт), специализированного гусеничного хода 77, рамы 14 с кри­волинейными направляющими для навески скребкового цепного ра­бочего органа, отвального ленточного конвейера 15 с лентой шири­ной 650 мм и механической силовой передачи 2.

Рабочий орган экскаватора представляет собой замкнутую плас­тинчатую цепь 7 с шагом 190 мм, к двум ветвям которой на одина­ковом расстоянии друг от друга крепятся режущие элементы скреб­кового типа 8 и транспортирующие заслонки, образующие подобие ковшей. Скребковая цепь смонтирована на наклонной раме 12 ко­робчатого сечения, шарнирно подвешенной к тягачу. Рама рабочего органа может удлиняться дополнительной вставкой длиной 1,4 м, что позволяет отрывать траншеи на глубину до 3,5 м. При удлинении рамы вставкой число скребков увеличивают с 17 до 21.

Схема работы экскаватора (рис. 3.41, б): при непрерывном посту­пательном движении вперед и одновременном движении замкнутой скребковой цепи 7 вокруг наклонной рамы скребки 8 отделяют

Рис. 3.41. Скребковый двухцепной многоковшовый экскаватор ЭТЦ-354А

на гусеничном ходу:

а — общий вид; б — схема работы

96

грунт от массива, а заслонки поднимают его из траншеи на высоту приводных звездочек 5 цепи, при огибании которых грунт выгружа­ется на поперечный (к продольной оси движения машины) ленточ­ный конвейер 15 и отбрасывается им в сторону от траншеи. Глубина отрываемой траншеи зависит от угла наклона рамы рабочего органа и регулируется механизмом ее подъема.

Две ведущие звездочки 5 скребковой цепи установлены на привод­ном (турасном) 6 валу в передней части рамы рабочего органа. На этом же валу смонтирована фрикционная муфта предельного момен­та, предохраняющая трансмиссию машины и рабочий орган от пере­грузок при встрече скребков с крупными каменистыми включения­ми и другими непреодолимыми препятствиями.

На противоположном конце рамы 12 находятся натяжные звездоч­ки //, связанные с винтовым натяжным устройством. Для уменьшения провисания холостой и удержания рабочей ветвей скребковой цепи на раме установлены поддерживающие ролики 16. При копании траншей с наклонными стенками на рабочем органе устанавливаются откосооб-разователи, представляющие собой наклонно расположенные цепи 10 с поперечными резцами, совершающие возвратно-поступательное движение. Верхние концы цепей 10 шарнирно прикреплены к ка­чающемуся балансирному рычагу 9 с центральным шарниром, нижние — к эксцентрично установленным пальцам натяжных звездочек // рабочего органа, приводящих откосообразователи в дви­жение. Грунт, отделяемый цепями от целика, обрушивается на дно траншеи, откуда выносится на поверхность транспортирующими за­слонками рабочего органа. Скребки на рабочем органе размещены по специальной схеме, обеспечивающей наименьшую энергоемкость процесса копания. Рабочий орган находится в плавающем положении и давит на грунт за счет собственного веса. Он опирается на раму эк­скаватора двумя опорными катками 13, движущимися по криволи­нейным направляющим 14. Подъем и опускание рабочего органа при переводе его из транспортного положения в рабочее и наоборот осу­ществляется однобарабанной лебедкой / через восьмикратный ка­натный полиспаст 4.

Сменное рабочее оборудование экскаватора для разработки мер­злых грунтов монтируется на основной раме рабочего органа и пред­ставляет ковшовую цепь с 18 ковшами, с зубьями-клыками, армиро­ванными твердосплавными пластинками.

Привод всех механизмов экскаватора осуществляется от дизеля через главную муфту сцепления и механическую коробку передач (раздаточный редуктор). Коробка передач обеспечивает восемь

97

скоростей рабочего хода ступенчато изменяемых в диапазоне от 12,5 до 114 м/ч (при разработке мерзлых грунтов — в диапазоне 9,25—82 м/ч), восемь транспортных скоростей (0,46-4,34 км/ч). Скорость скребковой цепи составляет 1,1 м/с, ленты конвейера-— 4,5 м/с. Техническая про­изводительность машины в грунтах I группы до 150 м³/ч.

Аналогичную конструкцию и параметры скребкового рабочего органа имеет экскаватор ЭТЦ-252 (рис. 3.42), который заменил экс­каватор ЭТЦ-354А. В отличие от ЭТЦ-354А эта машина смонтиро­вана на базе переоборудованного трелевочного трактора /, имеет бо­лее мощную силовую установку (80 кВт), бесступенчатое регулиро­вание скоростей рабочего хода, гидравлический привод ленточного отвального конвейера 3 и механизма подъема-опускания 2 рабоче­го органа 4. Привод рабочего органа механический, но подъем и опускание его при переводе из рабочего положения в транспортное и наоборот производится с помощью двух гидроцилиндров. Более со-

Рис. 3.42. Многоковшовый скребковый экскаватор ЭТЦ-252:

а — общий вид; б — схема гидравлического механизма подъема-опускания ра­бочего органа

98

вершенный базовый тягач и гидропривод экскаватора обеспечивают высокую маневренность и проходимость машины, хорошую приспо­собляемость экскаватора к различным грунтовым условиям и его повышенную (в 1,5—1,8 раза) производительность (до 220 м³/ч).

Сменное оборудование к экскаватору предназначено для рытья в мерзлых грунтах траншей прямоугольного профиля глубиной до 2,5 м и шириной 0,8 м при промерзании грунта на глубину до 1,2 м и пред­ставляет собой скребковый рабочий орган, оснащенный зубьями с износостойкой наплавкой. Производительность экскаватора при раз­работке мерзлых грунтов снижается до 30-40 м³/ч.

Основными недостатками цепных траншейных экскаваторов яв­ляются сравнительно невысокие производительность и удельная мощность силовой установки, исключающие их использование для выполнения линейных работ больших объемов (например, при стро­ительстве магистральных водоводов); наличие быстроизнашиваю­щейся цепи, что ограничивает их применение грунтами III группы и ухудшает условия эксплуатации машины. В этом отношении более эффективными и надежными представляются многоковшовые экс­каваторы роторного типа.

Роторные траншейные экскаваторы. Экскаваторы траншейные ро­торные (ЭТР) предназначены для разработки траншей прямоуголь­ного или трапецеидального профиля в однородных талых грунтах I-IV групп, не содержащих крупных каменистых включений (до 300 мм), а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания верхнего слоя до 1,1-1,5 м. Размеры разрабатываемых отечественными экскавато­рами траншей позволяют укладывать в них трубопроводы диаметром до 1420 мм включительно на глубину до 2,5 м.

Роторный траншейный экскаватор (рис. 3.43) состоит из гусенич­ного тягача, обеспечивающего поступательное движение (подачу) машины, и навесного или полуприцепного рабочего органа для ры­тья траншей и отброса грунта, шарнирно соединенных между собой в вертикальной плоскости. Гусеничные тягачи ЭТР выполняют на базе переоборудованных серийных гусеничных тракторов, у которых уширен и удлинен гусеничный ход, в трансмиссию включен ходо-уменьшитель для получения рабочих скоростей передвижения маши­ны, имеются дополнительная рама 2 для монтажа рабочего оборудо­вания и механизмы 3, 4 для подъема и привода рабочего органа. Ра­бочий орган ЭТР представляет собой жесткий ковшовый ротор 7 (с числом ковшей 10—16), внутри которого помещен поперечный ленточный конвейер 5. При поступательном движении гусеничного тягача / укрепленные на вращающемся роторе 7 ковши 8 с зубьями

99

непрерывно разрабатывают траншею, поднимают разрыхленный грунт на поверхность и высыпают его на ленту поперечного отваль­ного конвейера 5, отбрасывающего грунт в сторону параллельно траншее в отвал. Глубина отрываемой траншеи регулируется гидрав­лическим механизмом 3 подъема-опускания рабочего органа. Для рытья траншей с различными параметрами на один и тот же базовый тягач могут навешиваться сменные рабочие органы с различными шириной, диаметром и числом ковшей ротора.

Скорость движения тягача (от 10 до 800 м/ч) и частота вращения ротора (от 7 до 10 об/мин) определяют толщину срезаемой ковшами стружки и степень их наполнения. Размеры траншеи определяются шириной ковшей и степенью заглубления в грунт ротора, подвешен­ного на тягах подъемного механизма.

Для разработки траншей с наклонными стенками — откосами кру­тизной до 1: 0,25 в талых грунтах с пониженной несущей способно­стью на рабочем органе устанавливают пассивные ножевые откосни­ки 6. При копании траншей с откосами в мерзлых грунтах применяют активные фрезерные уширители.

Передача энергии от дизеля тягача к основным исполнитель­ным механизмам (роторному колесу, отвальному конвейеру, гусе­ничному движителю) и вспомогательному оборудованию (меха­низмам подъема рабочего органа и конвейера) осуществляется с помощью механической, гидравлической или электромеханичес­кой трансмиссии.

100

Рассмотрим конструкцию ЭТР с механическим приводом на приме­ре широко распространенных экскаваторов ЭР7АМ и ЭТР204, предназ­наченных для рытья траншей глубиной до 2,0 при ширине их 1,2 м.

Экскаватор ЭР7АМ (рис. 3.44) до недавнего времени являлся ос­новным на строительстве трубопроводов диаметром до 820 мм.

Тягач 1экскаватора — трактор Т-100М мощностью 108 л. с. (80 кВт) с переоборудованной ходовой частью, что обеспечивает машине хо­рошую устойчивость при работе на уклонах и проходимость при ра­боте на слабых грунтах, а также исключает обрушение стенок тран­шеи при движении над ней.

На тягаче смонтирована дополнительная рама (рис. 3.54) с раз­мещенными на ней узлами подъема Л и привода 7 рабочего орга­на. Рама состоит из подкосов 2, верхнего пояса 4 и двух верти­кальных направляющих стоек 5, по которым с помощью гидравли­ческого подъемного механизма перемещается передний конец рабочего органа при переводе его из транспортного положения в рабочее и наоборот.

Рабочий орган экскаватора состоит из рамы 12, внутри которой смонтированы роторное колесо 17 с ковшами 11и ленточный от­вальный конвейер 9. Ротор поддерживается четырьмя парами опор­ных 10 и направляющих /6 роликов. Передний конец рамы опирается на подвижные ползуны — пятовые шарниры, подвешенные на цепях 6 подъемного механизма. Задний конец рамы подвешен на цепях 8

101

подъемного механизма и опирается на грунт с помощью поворотно­го сдвоенного пневмоколеса (или колеса с арочной шиной) 14. Меж­ду ротором и опорным колесом установлен подборный щиток 13 для зачистки дна траншеи от осыпающегося грунта. На раме закрепляют­ся ножи-откосники 15, срезающие верхние бровки траншеи при ра­боте экскаватора в несвязных грунтах.

Ротор состоит из двух стальных кольцевых дисков-обечаек, свя­занных между собой четырнадцатью ковшами вместимостью 90 л и поперечинами-стяжками коробчатого сечения. Каждый ковш от­крыт с двух сторон и состоит из боковин, донной обечайки и цеп­ного днища. В карманах крепятся сменные зубья-клыки. Расста­новка зубьев несимметричная, ступенчато-шахматная, обеспечи­вающая разработку тяжелых и мерзлых грунтов крупным сколом и хорошую наполняемость ковшей при работе в легких грунтах. Такая расстановка зубьев применяется на всех современных ЭТР. Вылет конвейера относительно рамы рабочего органа и (соответ­ственно дальность отброса грунта) регулируется в зависимости от свойств грунта и глубины копания. Механизм подъема рабочего органа состоит из двух подобных по конструкции узлов. Незави­симый принудительный подъем и опускание обоих концов рамы рабочего органа обеспечивает заглубление ротора и вывод его из траншеи при неподвижно стоящем экскаваторе (т.е. заглубление на месте), что позволяет вести работы в сложных условиях, харак­теризующихся наличием густой сети дорог, подземных коммуни­каций и т.д.

Управление экскаватором смешанное — механическое и гидравли­ческое. Двигатель, бортовые фрикционы и коробки перемены пере­дач имеют механическое управление, а механизм подъема рабочего органа — гидравлическое. Шестеренчатый насос гидропривода при­водится в движение от дополнительной коробки передач тягача.

На базе экскаватора ЭР7АМ создана серия траншейных машин, отличающихся друг от друга в основном размерами разрабатываемых траншей: ЭР7Е — для рытья траншей с параметрами 1,8 х 1,4 м под трубопроводы диаметром 1020 мм; ЭР7П — с параметрами траншей 2,2х 0,85 (1,1) м для промышленного строительства; ЭР7Т — для тран­шей 2,2^х 1,7 м под трубопроводы диаметром 1220 мм. Семейство эк­скаваторов ЭР7 изготовляется на базе трактора Т-100М. В связи с пе­реходом на новую более совершенную и мощную тракторную базу (трактор Т-130 с дизелем мощностью 160 л. с.) СКВ «Газстроймашина» были разработаны экскаваторы ЭТР204, ЭТР223 и ЭТР224, кото­рые являются дальнейшим развитием конструкции экскаваторов типа

102

ЭР7 и предназначены заменить соответственно машины ЭР7АМ, ЭР7Е и ЭР7П.

Экскаваторы новых моделей в отличие от машин семейства ЭР7 имеют навесной рабочий орган, увеличенную мощность первичного двигателя, повышенную вместимость ковшей (в 1,25—1,5 раза), объем­ный гидропривод рабочего хода, улучшенную общую компоновку ма­шины и т.п. Применение навесного рабочего оборудования позволя­ет совершенствовать технологию производства траншейных работ, повысить мобильность и транспортабельность экскаваторов, расши­рить область их применения в стесненных условиях.

Экскаватор ЭТР204 (рис. 3.45, а) состоит из тягача и навесного ра­бочего органа (ротора).

Гусеничный ход базового трактора Т-130 удлинен и расширен по колее, а двигатель вынесен вперед относительно ходовых тележек. На тягаче / установлена низкая компактная рама 2 с направляющими стойками, на которой смонтирован редуктор 4 привода ротора, гид­равлические механизмы 3 подъема и опускания передней и задней частей рабочего органа и узел опоры рабочего органа. К тягачу шар­нирно прикреплена рама 7 рабочего органа, несущая роторное коле­со 6 диаметром 3550 мм (по режущим кромкам зубьев) с четырнад­цатью ковшами вместимостью 140 л, двухсекционный отвальный конвейер 5, ножевые откосники 9 и зачистное устройство 8 для за­чистки дна траншеи. Роторное колесо, щит-ограничитель, поддержи­вающие и направляющие ролики ротора ЭТР204 по конструкции одинаковы с такими же узлами экскаватора ЭР7АМ. Передние крон­штейны рамы 7 (рис. 3.45, б) рабочего органа шарнирно соединены с ползунами 11 механизма подъема передней части рабочего орга­на, которые могут передвигаться по цаклонным направляющим стойкам 12 рамы тягача (так же, как у экскаватора ЭР7АМ) с помо­щью пары гидроцилиндров 14 и втулочно-роликовых цепей 13. Подъем и опускание задней части рабочего органа производятся па­рой гидроцилиндров /5, штоки которых шарнирно прикреплены к верхней части стоек 10, связанных с задним концом рамы 7 каната­ми 19.

Задняя часть рабочего органа при копании траншей находится в подвешенном состоянии, поэтому рабочий орган не имеет задней опоры.

Ленточный отвальный конвейер экскаватора ЭТР204 с шириной ленты 800 мм выполнен складывающимся и состоит из горизонталь­ной и наклонной (откидной) секций. Откидная секция устанавли­вается в наклонное рабочее положение и опускается с помощью

103

Рис. 3.45. Экскаватор траншейный роторный ЭТР-204:

а — общий вид; б — схема механизма подъема рабочего органа и откидной ча­сти конвейера

гидроцилиндра 16 через полиспаст 17 с траверсой. Экскаваторы се­рий ЭТР204, а также ЭТР223 и ЭТР224 имеют единые кинематичес­кие схемы трансмиссии тягача и привода рабочего органа. Роторное колесо может вращаться с двумя скоростями (7,8 и 9,6 об/мин) впе­ред и с одной скоростью назад. Пониженная частота вращения ро­тора необходима при разработке грунтов со значительными камени­стыми включениями.

Отвальный двухсекционный конвейер приводится в действие от одного из полувалов привода ротора. Скорость движения ленты кон­вейера составляет 3,4, 4,3 и 5,4 м/с.

Производительность экскаваторов ЭТР204, ЭТР223 и ЭТР224 со­ставляет 600-650 м³/ч. Кроме рассмотренных машин отечественная

104

промышленность серийно выпускает экскаваторы: ЭТР231 (ширина траншеи 1,8 м, глубина 2,3 м) с дизель-электрическим приводом про­изводительностью 800 м³/ч; ЭТР253А (ширина траншеи 2,1 м, глуби­на 2,5 м) производительностью 1200 м³/ч с дизель-электрическим приводом (на базе трактора ДЭТ-250М) и бесступенчатыми скорос­тями рабочего хода 20—350 м/ч; ЭТР254 (ширина траншеи 2,1 м, глу­бина 2,5 м) производительностью 1200 м³/ч с механическим приво­дом ходового оборудования для получения 32 скоростей рабочего хода в диапазоне от 20 до 500 м/ч, предназначенный для работы в мерзлых грунтах с промерзанием на всю глубину траншеи.

Ниже в качестве примеров приведены схемы некоторых из при­меняемых в строительном производстве многоковшовых скребковых (цепных) и роторных экскаваторов.

Экскаватор ЭТЦ-208В (ЭТЦ-208Д) (рис. 3.46) оснащен цепным ра­бочим органом и поперечно расположенным цепным скребковым кон­вейером. Наибольшая глубина его копания — 2,0 м. На каретках цепи в определенной последовательности расположены резцы и скалыва­ющие клинья. При движении цепи и поступательном передвижении

Рис. 3.46. Цепной скребковый экскаватор ЭТЦ-208В (ЭТЦ-208Д):

1 — базовая машина; 2 — цепной скребковый конвейер (ЭТЦ-208В); 3 — гидро­цилиндр подъема и опускания рабочего органа; 4 — рабочий орган (зачистное

устройство ЭТЦ-208Д не показано)

105

машины резцы прорезают на поверхности разрабатываемого грунта канавки, а остающиеся между ними целики грунта скалываются боко­вым распором клиньев. Грунт выносится из траншей рабочей цепью и далее подается скребками конвейера в отвал на правую сторону по ходу машины.

Рабочий орган экскаватора ЭТЦ-208В представляет собой баровый механизм с режущей цепью, состоящей из кулачков, соединенных пальцами. Для зачистки и сглаживания дна отрываемой траншеи ра­бочий орган снабжен зачистным башмаком, который можно подни­мать и опускать при помощи гидроцилиндра. Конвейера для отвала грунта нет.

Подъем, опускание и принудительное заглубление рабочего орга­на в грунт осуществляется с помощью двух гидроцилиндров, штоки которых связаны с рамой рабочего органа.

Экскаватор ЭТР-253А (рис. 3.47, я), благодаря более высокой энергонасыщенности, проходимости и надежности ходовой системы базового тягача ДЭТ-250, используют в грунтах III и IV групп, а так­же в мерзлых грунтах. Рабочее оборудование состоит из ротора, кон­вейера 6 и зачистного устройства. Задняя часть рамы опирается на грунт через пневмоколесную опору 9, а передняя соединена с базо­вым тягачом через узел сопряжения, снабженный осями для поворота рабочего оборудования относительно тягача в горизонтальной и вер­тикальной плоскостях. Ротор и конвейеры приводятся от индивиду­альных электродвигателей, получающих питание от дизель-генера­торной установки базового тягача. Наибольшая глубина копания — 2,5 м.

В трансмиссию экскаватора входят редукторы привода генерато­ра, отбора мощности, привода ротора, привода конвейера, а также ведущий мост трактора ДЭТ-250 с главной передачей, бортовыми фрикционами и бортовыми передачами.

Экскаватор ЭТР-254 (рис. 3.47, б) отрывает самые крупные для землеройных машин непрерывного действия траншеи в районах с тяжелыми климатическими и грунтовыми условиями.

В трансмиссию входят коробка передач трактора К-701, редуктора (реверса ротора, дифференциального привода конвейеров, барабанов конвейеров); ходоуменьшитель и ведущий мост, состоящий из глав­ной передачи и планетарных редукторов трактора К-701, а также бор­товых фрикционов и тормозов трактора Т-130М.

Наибольшая глубина копания экскаватора ЭТР-254 — 2,4 м.

Эксплуатационная производительность цепных траншейных эк­скаваторов со скребковым рабочим органом (в м³/ч):

106

Рис. 3.47. Роторные многоковшовые экскаваторы ЭТР-253А (а) и

ЭТР-254 (б):

1 — трактор ДЭТ-250М; 2 — электрооборудование; 3 — привод генератора; 4 — гидроцилиндр подъема рабочего органа; 5 — электродвигатель привода конвей­ера; 6— конвейер; 7— гидроцилиндр подъема конвейера; 8— поддерживаю­щие ролики; 9 — задняя опора рабочего органа с шинами; 10 — направляющие ролики; 11 — установка привода ротора; 12 — муфта предельного момента; 13 — редуктор привода ротора; 14 — ротор; 15, 17— рамы рабочего оборудования иподъемная; 16 — зачистное устройство

где b_с — ширина скребка, м; h_c — высота скребка, м; v_ц — скорость движения скребковой цепи, м/с; К_н — коэффициент наполнения экскавационных емкостей (К_ц = 0,35-0,75 и зависит от вида грунта, толщины срезаемой стружки, длины и формы забоя, угла наклона рабочей

107

цепи к горизонту); К_р — коэффициент разрыхления грунта в процессе разработки (К_р = 1,1-1,5); К_в— коэффициент использования маши­ны по времени (К_в = 0,5-0,65).

Эксплуатационная производительность роторных траншейных экскаваторов по выносной способности (в м³/ч)

где n — частота вращения ротора, об/мин; m — число ковшей; q — вместимость ковша, л; К_н — коэффициент наполнения ковша (К_н = = 0,9-1,1); К_р — коэффициент разрыхления грунта (К_р = 1,1-1,4); К_в — коэффициент использования машины по времени (К_в = 0,7-0,85).

Мощность двигателя траншейного экскаватора расходуется одно­временно на копание и подъем грунта рабочим органом, привод от­вального конвейера и передвижение машины.

Мощность, расходуемая на копание грунта (в кВт):

где П_т — техническая производительность экскаватора, м³/ч; k₁ — удельное сопротивление копанию (в кПа), зависящее от категории разрабатываемого грунта (для грунтов I—IV категории к₁ равно при­ближенно 100, 200, 300, 400 кПа).

Мощность, расходуемая на подъем грунта до уровня разгрузки (в кВт):

для ковшового рабочего органа

д ля скребкового рабочего органа с учетом дополнительной затраты мощности на трение грунта о грудь забоя

где у — объемный вес грунта в плотном теле, кН/м³ (для грунтов I—IV категории у равно соответственно 17, 18, 19, 20 кН/м³; Н_т— глу­бина траншеи, м; Н₀ — высота подъема грунта от поверхности земли до

108

уровня разгрузки, м; f — коэффициент трения грунта о грунт; р — угол наклона груди забоя к горизонту.

Мощность, необходимая для привода рабочего органа (в кВт):

г де Ƞ_т— КПД трансмиссии привода рабочего органа; Ƞ_р — КПД ра­бочего органа.