Разработка грунтов обратными лопатами и грейферами

Обратные лопаты и грейферы относятся к разновидностям экскаваторного оборудования, технологические свойства которого нельзя рассматривать безотносительно к типу привода.

Обратная лопата с канатным приводом — это главным образом траншейный экскаватор, который в отличие от многоковшовых экскаваторов продольного копания способен разрабатывать не только узкие (в ширину ковша), но и достаточно широкие траншеи с размером поверху до R_кн. При этом грунт разгружают в автомобили-самосвалы, располагающиеся сбоку от экскаватора. Возможна также разгрузка в отвал на обрез борта.

Однако при этом по условию вместимости отвалов ширина траншеи обычно не превышает 0,5 R_кн. Обратные лопаты применяют и для разработки котлованов. При этом ширина траншеи-кармана в разрабатываемой стенке могла бы быть достаточно большой, но поворотам экскаватора с опущенной до предела стрелой мешают бровка забойной стенки и ходовые части машины (рис. 3.49, а).

Рис. 3.49. Забой обратной лопаты с канатным

В результате при разработке котлованов максимальная глубина копания обратной лопаты оказывается меньшей, чем при нарезке сравнительно узких траншей. Обратная лопата в этом случае перемещается от одной стоянки к другой в поперечном направлении по отношению к продвижению забоя так же, как и драглайн при поперечном копании (см. рис. 3.45).

Разгрузку ведут либо на транспорт, работающий в одном уровне с экскаватором и подъезжающий сзади (при этом нужны большие углы поворота), либо на автомобили, перемещающиеся по дну котлована. Поскольку при разгрузке ковш поворачивается вместе с рукоятью, радиус разгрузки и высота при этом изменяются, поэтому в число технологических характеристик вводят величины начального и конечного радиусов и высоту разгрузки.

Обратная лопата для малых и средних гидравлических экскаваторов — наиболее распространенный и универсальный тип оборудования. Механизм сочлененной, нередко состоящей из трех частей стрелы-рукоятки позволяет вести копание без ограничений на паспортные глубины, реализуя большие усилия резания, хорошее наполнение ковша, крутую траекторию забоя (рис. 3.49, б).

Некоторые обратные лопаты позволяют повернуть в плане рукоять вместе с цилиндрами относительно стрелы влево или вправо на некоторый угол. Такие экскаваторы со смещенной осью копания позволяют прокладывать траншеи в крайне стесненных условиях: у стен зданий, фундаментов и т. д. (рис. 3.50, а).

Рис. 3.50. Работа обратной лопаты

Возможность поворота ковша на рукояти позволяет обратной лопате с гидравлическим приводом снимать грунт не только ниже стоянки, но и на любой высоте в пределах допускаемых конструкцией перемещений рабочего оборудования. Это дает возможность применения ее для различных зачистных работ, тем более что гидропривод обеспечивает повышенную точность движений.

Все эти достоинства привели к широкому распространению гидравлических обратных лопат. Их применяют не только при разработке разнообразных котлованов и траншей, но и на зачистке откосов и площадок, при доработке выемок после прохода драглайнов и прямых лопат, а также при устройстве выемок сравнительно небольшой глубины (обычно до 5...6 м) на полный профиль.

В последнем случае гидравлическая обратная лопата ведет поперечное копание боковым забоем с небольшими углами поворота на разгрузку (рис. 3.50, б). Хотя рабочий цикл у обратной лопаты в целом несколько больше, чем у прямых лопат, вследствие уменьшения затрат времени на повороты она может быть вполне эффективна, несмотря на частые передвижки по фронту копания.

Большие удобства появляются и для работы транспорта: автомобили-самосвалы подъезжают к экскаваторам не по разрыхленному дну забоя, а по достаточно плотной естественной земной поверхности. Близки к обратным лопатам гидравлические экскаваторы-планировщики. В них ковш движется по прямолинейной траектории при сокращении длины телескопической стрелы и забой приобретает в плоскости копания вид секториальной выработки. Наибольший радиус копания у этого экскаватора определяют по положению выдвинутого до предела ковша на максимально поднятой стреле.

Канатные грейферы, челюсти которых, стягиваемые канатом, врезаются в грунт под действием собственного веса (1,5...2,0 кН), могут разрабатывать только весьма мягкие грунты типа, например, песков. Канатные грейферы применяют при рытье глубоких котлованов, в особенности в мокрых грунтах, на перекидках, при дноуглубительных работах, добыче нерудных материалов из-под воды и т. д., а чаще всего на погрузочно-разгрузочных работах с сыпучим материалом или на обратной засыпке котлованов со сложной застройкой, когда другие машины оказываются малопроизводительны и неэффективны.

Гидравлические напорные грейферы, способные разрабатывать грунты независимо от веса ковша, при удлинении штанги ковша промежуточной вставкой применяют для копания достаточно глубоких колодцев (до 8...10 м) в плотных грунтах и стесненных условиях.