Головна

Лабораторна робота № 13. Вивчення конструкцій одноківшових екскаваторів та навантажувачів

  1.  C4. Уміння працювати зі статистичними даними, представленими в табличній формі
  2.  I. Самостійна практична робота
  3.  II. Робота з вікнами, файлами і папками.
  4.  II. Самостійна робота.
  5.  II. Самостійна робота.
  6.  III. Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огороджуючих конструкцій будівель
  7.  IX. НАВЧАЛЬНО-ДОСЛІДНИЦЬКА РОБОТА СТУДЕНТІВ

Мета роботи:вивчення призначення, складу і конструктивних особливостей одноківшових екскаваторів і навантажувачів.

устаткування: Екскаватор одноковшевий, навантажувач.

Екскаватори.Одноковшеві екскаватори - землерийні машини циклічної дії, призначені для розробки, навантаження грунту в транспортний засіб або укладання у відвал.

Екскаватор складається з робочого обладнання, встановленого на поворотній платформі, силового обладнання, системи управління і ходового пристрою.

Основними видами робочого обладнання (рисунок 1) є пряма і зворотна лопати, драглайн.

Пряма лопата (рисунок 1, a) служить для розробки грунту вище рівня стоянки екскаватора. Ківш копає в напрямку від екскаватора.

У зворотної лопати (рисунок 1, б) ківш рухається в сторону екскаватора, грунт розробляється нижче стоянки екскаватора.

Драглайн (рисунок 1, в) також розробляє грунт нижче стоянки екскаватора, але зв'язок ковша зі стрілою здійснюється тільки гнучкими елементами - канатами.

В якості змінного робочого обладнання можуть застосовуватися також грейфер, розпушувач, гідромолот, планувальне і кранове обладнання та т. Д.

Екскаватори, пристосовані для роботи з різним змінним обладнанням, називаються універсальними.

Основним елементом робочого обладнання є ківш. Ківш і козирок з зубами зазвичай виготовляються зі звареного або литого корпусу. Ківш прямий лопати має поворотний днище, необхідне для розвантаження ковша від ґрунту. Ківш зворотної лопати і драглайна розвантажуються за рахунок повороту. Для запобігання заклинювання при відриві траншей ківш оснащується бічними зубами.

Ківш у прямій і зворотної лопат закріплюється на рукояті, яка встановлена ??на стрілі. У драглайна рукоять відсутня.

Особливість одноківшових екскаваторів полягає в стаціонарності робочого процесу: розробка грунту ведеться ними зі стоянки до тих пір, поки з зони дії ковша буде видалений весь необхідний грунт. Після цього екскаватор переміщається на нову стоянку.

а - пряма лопата; б - зворотна лопата; в - драглайн

Малюнок 1 - Одноковшеві екскаватори

Для полегшення вибору екскаватора розроблена їх індексація (малюнок 2).

Малюнок 2 - Індексація одноківшових екскаваторів

Відповідно до прийнятої в 1968 р системою індексації одноковшеві з дизельним двигуном будівельні екскаватори позначають індексами, що складаються з двох великих літер ЕО (екскаватор одноковшевий універсальний) і через дефіс обов'язкових чотирьох цифр, які відповідно визначають: розмірну групу екскаватора, тип ходового пристрою, конструктивне виконання робочого обладнання , порядковий номер моделі даного типу і виконання.

Для позначення типу ходового пристрою застосовують індекси: 1 - гусеничне, 2 - гусеничне зі збільшеною опорною поверхнею, 3 - пневмоколесной, 4 - спеціальне шасі автомобільного типу, 5 - шасі вантажного автомобіля, 6 - на базі трактора і т. Д .; для позначення виконання робочого обладнання: 1 - робоче обладнання з канатної підвіскою, 2 - те ж з жорсткою підвіскою, 3 - те ж телескопічне. Наприклад, ЕО-4123 означає: екскаватор одноковшевий універсальний четвертої розмірної групи (місткість основного ковша 1,0 м3) З гусеничним ходовим пристроєм і жорсткої гідравлічною підвіскою робочого обладнання, модель 3. Буквами після цифр позначають чергову модернізацію екскаватора А, Б, В і т. Д. І спеціальне кліматичне виконання (ХЛ - північне, Т - тропічне, ТВ - тропічне вологе) .

Будівельні екскаватори, випущені до 1968 р, мають іншу структуру індексів, наприклад, Е-652Б, що означає: екскаватор одноковшевий універсальний з ковшем місткістю 0,65 м3 другий моделі, що пройшла другу модернізацію. Індекси кар'єрних і розкривних екскаваторів будують за типом ЕГ-12 (екскаватор гідравлічний з ковшем місткістю 12 м3 і стрілою завдовжки 90 м) і т. д.

Пряма лопата. Як уже зазначалося, робоче обладнання прямий лопати застосовують для екскавації ґрунтів вище за рівень стоянки екскаватора. Будівельні екскаватори з цим видом робочого устаткування мають ковші місткістю до 3,2 м3 з канатної і до 1,6 м3 з гідравлічною підвіскою, а кар'єрні і розкривні екскаватори - до 20 м3. Робоче обладнання екскаватора включає стрілу, рукоять і ківш з суцільною ріжучої крайкою у верхній частині його лобової стінки або оснащеної зубами.

Зворотна лопата. Одноковшеві екскаватори з робочим устаткуванням зворотної лопати призначені дляотривкі грунту нижче рівня стоянки (розробка котлованів, траншей). Випускаються вітчизняною промисловістю зворотні лопати обмежені внерядовой місткістю ковша 1,4 м3 для канатних машин і 2 м3 для гідравлічних. Створюються потужні кар'єрні гідравлічні зворотні лопати.

У гідравлічних екскаваторів другої - четвертої розмірних груп зворотна лопата є основним видом робочого устаткування. Її стрілу найчастіше виконують з двох секцій (корінної 2 (рисунок 3, а) і подовжує 4), з'єднаних між собою шарніром і тягою 3. Останню можна встановлювати на подовжує секції в отвори I, II і III, змінюючи тим самим довжину стріли (відстань між шарнірами кріплення корінний секції до поворотній платформі і рукояті 6 до подовжує секції). З'єднання рукояті зі стрілою і ковша 10 з рукояттю шарнірне. Для управління поворотом стріли, рукояті і ковша використовують гідравлічні циліндри 1, 5 і 7. При цьому останній управляє поворотом ковша через коромисло 8 і тягу 9. Така схема забезпечує ковшу великі кутові переміщення. На деяких екскаваторах застосовують моноблочну стрілу Г-подібної форми. Залежно від міцності розробляються зворотною лопатою грунтів і видів виконуваних робіт її обладнають ковшами 11 ... 15 (рисунок 3, б) різної місткості і форми. Зокрема, ковші для дренажних робіт 14 і для риття вузьких траншей 15 виконують в розмірах і формі профілю розроблюваної виїмки.

а - схема екскаватора; б - види робочого обладнання; 1, 5, 7 - гідроциліндри управління поворотом стріли, рукояті і ковша; 2 - корінна секція стріли; 3 - тяга; 4 - подовжує секція стріли; 6 - рукоять; 8 - коромисло; 9 - тяга; 10 - ківш; 11 ... 15 - ковші

Малюнок 3 - Гідравлічна зворотна лопата

Найважливішою перевагою гідравлічних зворотних лопат перед канатними є їх здатність реалізувати на зубах або ріжучої кромці ковша великі зусилля завдяки жорсткому сочленению елементів робочого устаткування між собою і з базовою частиною машини, яка працює у відношенні стійкості як єдине ціле. У канатних екскаваторів ці зусилля обмежені силою тяжіння тільки робочого обладнання, що притискає його до забою. Спроба збільшити зусилля на зубах ковша призводить до підйому робочого обладнання - його повороту щодо шарніра у п'яти стріли в напрямку від забою. Це дозволяє при інших рівних умовах навішувати на гідравлічні екскаватори ковші більшої місткості - в середньому на 60% в порівнянні з ковшами канатних екскаваторів. Наслідком цього є підвищена в такому ж відношенні продуктивність зворотних лопат. Разом з тим, це призводить до більш важких умов навантаження ходових пристроїв, зокрема, гусеничних, уніфікованих на деяких моделях з канатними машинами. Останнім часом в конструкціях ряду моделей повноповоротних гідравлічних екскаваторів застосовують гусеничні ходові пристрої тракторного типу з ланками з прокату, що володіють високою надійністю і великим ресурсом в порівнянні з екскаваторних гусеничними пристроями. Цим досягається уніфікація з сільськогосподарськими та дорожніми машинами, скорочуються витрати на технічне обслуговування.

Драглайн. Екскаватори з робочим обладнанням драглайна застосовують для розробки ґрунтів переважно нижче рівня стоянки. Завдяки подовженій в порівнянні з іншими видами робочого обладнання стрілі драглайни працюють на більшій радіусі копання, тому їх використовують переважно на уривку великих котлованів і траншей, а також для навантаження і розвантаження сипучих будівельних матеріалів. Як зазначалося, могутні крокуючі драглайни використовують для видобутку корисних копалин відкритим способом і на розкривних роботах. Вітчизняною промисловістю випускаються будівельні драглайни з ковшами 0,3 ... 3 м3, Крокуючі драглайни - від 5,45 до 100 м3.

Робоче обладнання драглайна включає стрілу 5 (рисунок 4, а) зазвичай гратчастої (будівельні екскаватори), рідше вантової (крокуючі драглайни) конструкції, по довжині значно перевищує стрілу лопати, ківш 7, тяговий 8 і підйомний 4 канати. Останній огинає головний блок 6 і навивається на барабан2 підйомної лебідки. Тяговий канат прямує роликовим пристроєм 1 і навивається на барабан 3 тягової лебідки. Ківш підвішують до тягового каната ланцюгами 9 (рисунок 4, б), а до підіймального канату - ланцюгами 13. Щоб підйомні ланцюги не перешкоджали вільному переміщенню ковша при розвантаженні, між ними ставлять розпірку 12. На ковші встановлюють також розвантажувальний канат 10, закріплюючи його одним кінцем на арці ковша, а другим - у вузлі з'єднання тягових ланцюгів з тяговим канатом. З підйомними ланцюгами розвантажувальний канат з'єднується через блок 11, встановлений у вузлі з'єднання підйомних ланцюгів з підйомним канатом.

Для початку розробки ківш опускають на грунт (положення I, I ', I ", I'" - малюнок 4, а), потім тяговим канатом при ослабленому підйомному канаті його переміщають по забою (положення II). Після заповнення ковша, не послаблюючи тягового каната, підйомним канатом його підтягають до стріли (положення III), включають поворотний механізм з одночасним переміщенням ковша до голови стріли підйомним і тяговим канатами. В кінці цієї операції тяговий канат відпускають, ківш перекидається і розвантажується (положення IV). Далі поворотним поворотним рухом з одночасним відпуском підйомного і тягового канатів опускають ківш в початкове положення. За рахунок відцентрових сил, що виникають при повороті, підйомний канат відхиляється від вертикалі на кут до 20 ... 30 °, завдяки чому досягається більший радіус закидання ковша у вихідне положення (положення I ', I "').

а - схема; б - ківш; 1 - роликовий пристрій; 2 - барабан підйомної лебідки; 3 - барабан тягової лебідки; 4 - підйомний канат; 5 - стріла; 6 - головний блок; 7 - ківш; 8 - тяговий канат; 9 - ланцюг; 10 - розвантажувальний канат; 11 - блок; 12 - розпірка; 13 - ланцюг

Малюнок 4 - Драглайн

Гранична форма поздовжнього перетину пионерной виїмки ABCD показана на малюнку 4, а, а з урахуванням відцентрових сил у разі поворотного поворотному русі -A'B'C'D. Кути нахилу до горизонту заходная і вихідного укосів становлять в середньому 45 і 300 відповідно, а довжина горизонтальної ділянки - не менше довжини ковша. Після відпрацювання пионерной виїмки екскаватор переміщають від забою на нову стоянку, з якої може бути розроблена виїмка з граничним контуром A'B "C" D "і т. Д., До отримання необхідної глибини Н. Граничне значення цього розміру Hmax, А також радіуса копання Rmах обмежується довжиною стріли і кутом вихідного укосу.

Управління екскаватором зводиться до включення і відключення підйомної і тягової лебідок, а також механізму повороту. При ослабленому тяговому канаті ківш вільно висить на підйомному канаті, а при натягу тягового каната він відновлює робоче положення за допомогою розвантажувального каната. Драглайни працюють переважно з розвантаженням у відвал. Розвантаження грунту в транспортні засоби можлива, але вона різко знижує продуктивність екскаватора через необхідність виконувати цю операцію після повної зупинки поворотного руху і знижених швидкостей останнього щоб уникнути розгойдування ковша.

При переобладнанні будівельного універсального екскаватора з прямої лопати на драглайн замінюють його робоче обладнання, встановлюють направляючий роликове пристрій у п'яти стріли і подібно переобладнанню в зворотну лопату напірний механізм переобладнали в тяговий.

Могутні крокуючі драглайни відрізняються від описаних великими розмірами, індивідуальним приводом робочих механізмів і ходовим пристроєм. На цих екскаваторах встановлюють електродвигуни постійного струму, що живляться від мережі змінного струму високої напруги через мережевий двигун змінного струму та генератори постійного струму. Крокуючі ходові пристрої забезпечують переміщення екскаватора тільки в напрямку задньої частини поворотної платформи. Тому маневрові рухи здійснюються з поворотом платформи в нужномнаправленіі.

Грейфер. Грейферних робоче обладнання використовують дляотривкі глибоких котлованів, очищення водойм та каналів, а також для навантаження і розвантаження сипучих матеріалів. У грейферних робочому обладнанні сканатним управлінням (рисунок 5, а) використовуються стріла драглайна 3 і щелепної ківш 6, підвішений на підтримуючому 4 і замикає 5 канатах. Для запобігання закручування канатів при поворотних рухах і розгойдування ковша застосовують відтяжної канат 7, огинає блоки 2 на стрілі і що закінчується підвішеним до нього вантажем 1, вільно переміщається в направляючих стріли. Ківш складається з двох щелеп 12, шарнірно з'єднаних з нижньою головкою 11. Тягами 9 щелепи підвішені до верхньої голівці 8. Підтримуючий поліспаст 4 закріплюється на верхній голівці, а замикає утворює поліспаст 10, обойми якого закріплені відповідно на верхній і нижній головках. При роботі грейфер може бути підвішений на підтримуючому або на замикає канатах. У першому випадку нижня головка разом з нижньою обоймою поліспаста опускається і щелепи розкриваються. У другому випадку через що виникають в поліспасті зусиль його головки зближуються і щелепи закриваються.

Для роботи грейфером його ківш опускають на що підтримує канаті на грунт в розкритому положенні, послаблюють підтримує канат, а замикає канатом піднімають ківш. У першій стадії цього руху щелепи ковша зближуються, захоплюючи грунт, а потім завантажений грунтом ківш піднімається з виїмки. В такому його положенні екскаватор повертають на розвантаження, а в кінці цього руху перемикають підвіску канатів, утримуючи ківш підтримуючим канатом, в результаті чого щелепи розкриваються і грунт висипається з ковша. Поворотним поворотним рухом і опусканням ковша на підтримуючому канаті його встановлюють у вихідну позицію наступного робочого циклу.

а - канатне управління; б - гідравлічне управління; 1 - вантаж; 2 - огинає блок; 3 - стріла драглайна; 4 - підтримуючий канат; 5 - замикає канат; 6 - щелепної ківш; 7 - відтяжної канат; 8 - верхня головка; 9 - тяги; 10 - поліспаст; 11 - нижня головка; 12 - щелепи; 13 - рукоять зворотної лопати; 14, 15 - циліндричні шарніри; 16 - порожниста штанга; 17 - гідроциліндр; 18 - шарніри

Малюнок 5 - Конструктивна схема грейферного робочого устаткування

У гідравлічному варіанті (рисунок 5, б) робоче обладнання грейфера підвішують до рукояті зворотної лопати 13 на двох циліндричних шарнірах 14 і 15, що дозволяють ковшу зайняти вертикальне положення. Для гасіння інерційних сил при розгойдуванні ковша під час повороту платформи на пальцях цих шарнірів встановлюють фрикційні диски. Щодо вертикальної осі ківш грейфера може бути поворотним або неповоротним. Поворотний ківш має кращу маневреність при копанні і на вантажно-розвантажувальних роботах. Поворотна частина складається з порожнистої штанги 16, пов'язаної шарнірами 18 з щелепами ковша. Усередині штанги поміщається гідроциліндр 17, з'єднаний з нею корпусом, а штоком - з траверсою 8. Остання шарнірно з'єднана з щелепами ковша тягами 9. Висунутий шток гідроциліндра відповідає закритому положенню ковша I, а всунутий - відкритому положенню II. Для роботи на великих глибинах штангу подовжують вставками.

Навантажувачі.Одноковшовий навантажувач є самохідну машину, оснащену ковшовим робочим органом, і призначений для виконання навантажувально-розвантажувальних робіт, переміщення сипучих вантажів, а також для допоміжних робіт в будівництві. Навантажувачі використовуються і для пошарової розробки грунтів.

За вантажопідйомності навантажувачі ділять на малогабаритні (до 5 кН), легкі (5 ... 20 кН), середні (20 ... 40 кН), важкі (40 ... 100 кН) і великовантажні (понад 100кН). За способом установки робочого обладнання на тягачі - перекидні, полуповоротние, фронтальні.

Найбільшого поширення набули фронтальні навантажувачі (рисунок 6).

1 - ківш; 2 - стріла; 3 - важелі повороту ковша; 4 - тягач

Малюнок 6 - Навантажувач фронтальний

Робоче обладнання такого навантажувача включає ківш, стрілу, важелі повороту ковша і гідросистему для приводу робочих органів. Гідроциліндри стріли призначені для підйому і опускання стріли з усім робочим обладнанням, а гідроциліндри повороту ковша змінюють в процесі работиположеніе ковша і перекидають егопрі розвантаження. Плечі важелів повороту ковша обрані таким чином, що при підйомі і опусканні робочого обладнання гидроцилиндрами стріли ківш не змінює свого кутового положення.

Продуктивність навантажувачів багато в чому определяетсяпрізмамі виконання робочих операцій і розташуванням навантажуються транспортних засобів.

Розрізняють такі способи копання.

Роздільний спосіб полягає в тому, що під впливом напірного зусилля тягача, ківш впроваджується на максимальну довжину в штабель і після цього повертається і подається на розвантаження.

При суміщеному способі ківш впроваджується в штабель приблизно на третину, після чого повертається, потім напірним рухом навантажувача і підйомом ковша стрілою здійснюється рух ріжучої кромки ковша паралельно поверхні укосу.

При ЕКСКАВАЦІЙНЕ способі, що застосовується в забоях, копання здійснюється за рахунок под'ёмаковша стрілою.

Екскаватор-планувальник.Застосування описаних вище видів робочого устаткування, виготовленого на базі шарнірно-важільних схем гідравлічних екскаваторів, для планувальних робіт вимагає чіткої координації кількох простих рухів, з яких може бути складено прямолінійний рух ріжучої кромки ковша. Винятком є ??робоче обладнання навантажувача, але з обмеженим переміщенням в напрямку планованої поверхні. Більш просто це завдання вирішується в конструкції екскаватора-планувальника з телескопічним робочим обладнанням, яке складається з рами стріли 2 (рисунок 7, а), двох секцій стріли (нерухомої 4 і рухомий 6) і ковша 8. Раму укріплюють шарнірно на поворотній платформі, а для її переміщення у вертикальній площині використовують гідроциліндр підйому стріли I. Нерухому секцію стріли монтують на рамі, забезпечуючи їй можливість повороту щодо поздовжньої осі останньої. З цією метою її спирають на бандаж 3 і через вісь 9 - на задню стінку рами II. На малюнку 7, а (вид В) показаний один з варіантів конструктивного рішення поворотного механізму, виконаного з гідроциліндра 12 і зубчастої пари, що складається з зубчастого сектора 13 і шестерні 10. Остання жорстко закріплена на осі 9, а зубчастий сектор підвішений у верхній частині задньої стінки рами. Приводний гидроцилиндр закріплений шарнірно корпусом на кронштейні задньої стінки, а штоком - на зубчастому секторі. Поворотні щодо поздовжньої осі руху нерухомої секції стріли забезпечуються відповідними поступальною ходою штока гідроциліндра. Висувна секція стріли 6 може переміщатися відносно нерухомої секції 4 за допомогою гідроциліндра 5, розміщеного всередині стріли. Ківш закріплений шарнірно на кінці рухомої секції. Він може повертатися щодо цього шарніра за допомогою гідроциліндра 7. Положення ковша в просторі визначається сукупністю наступних рухів: його поворотного переміщення щодо стріли, висування рухомий секції стріли і повороту нерухомої секції щодо власної поздовжньої осі, а також повороту платформи. Для планування і зачистки поверхонь нижче рівня стоянки екскаватора використовують поздовжні переміщення стріли і при необхідності часткові поворотні руху ковша. Для зачистки і планування горизонтальних і злегка похилих поверхонь до цих рухів додаються підйом і опускання стріли, а для зачистки бічних стінок траншей і котлованів - ще й поворот стріли щодо її поздовжньої осі. Частково останні руху використовують також для зачистки і планування горизонтальних і похилих поверхонь. Після заповнення ковша грунтом, щоб уникнути його прокидання при подальшій транспортної операції ківш підвертають до стріли, стрілу піднімають із забою, повертають платформу в сторону розвантаження і поворотом ковша зубами або ріжучої кромкою вниз розвантажують його. Повертають ківш в початкове положення тими ж рухами в зворотному порядку.

Для планувальних і зачисних робіт застосовують широкі ковші (малюнок 7, б), зазвичай без зубів. Екскаватори-планувальники використовують також для виконання звичайних ЕКСКАВАЦІЙНЕ і вантажно-розвантажувальних робіт. Основними робочими розмірами екскаватора планувальника є максимальний радіус копання Rmax (Рисунок 7, а), максимальні глибина H/maxі висота H//maxкопання, а також максимальна висота розвантаження.

а - схема роботи; б - робоче обладнання; 1 - гідроциліндр підйому стріли; 2 - рама стріли; 3 - бандаж; 4 - нерухома секція стріли; 5, 7, 12 - гідроциліндр; 6 - висувна секція стріли; 8 - ківш; 9 - вісь; 10 - шестерня; 11 - рама; 13 - зубчастий сектор

Малюнок 7 - Екскаватор-планувальник

зміст звіту

У звіті наводяться схеми машин і їх технічна характеристика, а також основні геометричні параметри робочого обладнання.

Контрольні питання

1 Чим відрізняється робочий процес екскаватора від робочого процесу навантажувача?

2 Які є відмінності між прямою і зворотною лопатами?

 частина 3 |  Загальні відомості


 Лабораторна робота № 15. Вивчення конструкцій машин для транспортування бетонної суміші |  Відомості про технічні засоби автоматизації будівельних машин |  продуктивність ЗТМ |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати