Роторные и цепные экскаваторы

Экскаватор непрерывного действия – это землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспорт или в отвал. Рабочий орган оборудован несколькими ковшами, скребками, резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их крепят на едином рабочем органе – роторе или замкнутой цепи.Их классифицируют по назначению или виду выполняемых работ: траншейные, карьерные, строительно-карьерные; по типу рабочего органа: роторные, цепные; по способу копания: продольного и поперечного.

Роторные применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м). Цепные глубиной до 6м и более. Их применяют для разработки однородных грунтов до IV категории. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин. Главный параметр траншейных экскаваторов - глубина отрываемой траншеи, масса и мощность двигателя. Например, ЭТР-254 – экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной 2,5м; ЭТЦ-165 – экскаватор траншейный цепной пятой модели для разработки траншей глубиной до 1,6м.

Траншейный экскаватор состоит из двух частей – тягача и рабочего оборудования, соединенных между собой по полуприцепной или навесной схемами.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи в полости ротора (на роторных экскаваторах) или на тягаче (на цепных). Для разработки узких траншей (щелей) применяют бесконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экскаваторы.

Техническая производительность траншейных экскаваторов(м³/ч):

(7.3)

где F_тр - площадь поперечного сечения траншей, м²

v_п- скорость подачи, м/ч.

Рабочее оборудование роторного траншейного экскаватора состоит из (рис. 7.11, а): рабочего колеса (ротора) 12, установленного на поддерживающих 13 и направляющих 7 роликах рабочей рамы 4; закрепленной на раме обечайки 5; ножевых откосников 6; зачистного щита 8; задней опоры 9 и отвального конвейера 14.

Несущими элементами ротора служат два кольца 20 (рис.7.11, б), расположенные в параллельных плоскостях, с закрепленными по периферии ковшами. На широких роторах ковши устанавливают в два ряда со смещением одного ряда относительного другого на половину шага ковшей, обеспечивая равномерную нагрузку на ротор при копании грунта. Ковш состоит из арки 19 с установленным в ее передней части зубьями и днища 18 из переплетенных в двух направлениях цепей. Ковши открыты в лобовой части для поступления в них грунта и с внутренней стороны для разгрузки.

Все операции рабочего процесса ротора выполняются при его непрерывном вращении в сочетании с поступательным движением тягача. При движении ковшей вдоль забоя снизу вверх они разрабатывают грунт и заполняются им. От просыпания грунта внутрь ротора предохраняет обечайка 5 (рис.7.11,в). Грунт из ковшей 14, который отсыпает его в кавальер (рис. 7.11,г )

Экскаватор имеет дизельную установку 1, сцепное устройство в виде ползунов(рычажный механизм 3 с поворотным устройством 2), систему цепных

передач 16. В рабочее и транспортное положения оборудование устанавливают гидроцилиндры 15 и 17. Для разгрузки опоры 9 при разработке твердых грунтов оборудуют дополнительно лыжами 10 с гидроцилиндром 11.

Техническая производительность роторного экскаватора:

, (7.4)

где q - емкость ковша;

z - количество ковшей;

n - частота вращения ротора;

К_н - 0,8-0,9 - коэффициент наполнения ковшей;

К_р - коэффициент разрыхления грунта.

У цепных экскаваторов (рис. 7.12, а) а) отвальный конвейер 4 расположен на тягаче 1, а рабочее оборудование 7 соединено с тягачом по навесной схеме с помощью тяг 3 и 5 и может быть установлено в транспортное или рабочее положение на требуемую глубину траншеи гидроцилиндром 2. Рабочее оборудование состоит из рамы, двух ведущих звездочек или приводного граненого барабана, устанавливаемых в верхней части рамы, двух натяжных колес в ее нижней части и огибающей их опирающейся на ролики замкнутой длиннозвенной цепи, на которой с определенным шагом закреплены ковши. В последнее время в качестве рабочих органов используют комбинированные рабочие элементы (рис. 7.12, б) из скребков 10 и установленных на арках 8 зубьев 9. Зубья отделяют грунт от массива, а следующий за ними скребок выносит его из траншеи. В пределах траншеи он перемещается в лотке 6 (рис 7.12, а ), из которого отсыпается на овальный конвейр.

Техническая производительность цепного экскаватора:

, (7.5)

где ϑ_ц - скорость рабочей зоны;

t - шаг рабочих органов.

Роторные экскаваторы поперечного копания применяют на вскрышных работах, карьерной добычи строительных материалов, разработке больших котлованов, для возведения насыпей, дамб, плотин, на складах сыпучих материалов. Цепные экскаваторы поперечного копания – для добычи строительных материалов (глины в карьерах кирпичных заводов). Их производительность 45м³/ч при глубине карьера до 8,5м, энергоемкость от 0,39 до 1,33кВт/м³.