Размерные группы экскаваторов

Таблица 5.7

 

Рис. 5.56. Неполноповоротный пневмоколесный экскаватор
1 6 2345

Рис. 5.57. Узел крепления стрелы неполноповоротного экскаватора к раме

базовой машины:

/ - направляющие, по которым стрела смещается вбок от продольной оси шасси; 2 -гидроцилиндр поворота стрелы; 3 - проушины рамы шасси; 4 - проушины стрелы; 5 -ось наклона стрелы в вертикальной плоскости; б - гидрозажимы, фиксирующие стрелу

в выбранном положении

 

 

№ груп­пы	Мас­са, т	Описание*	Вмести­мость ковша, NT	Мощ­ность двига­теля, кВт
	3,0	Механический, навесной	0,15... 0,40	15...25
	3,5	Гидравлический,»
	5,5	Механический, полноповоротный
	6,5	Гидравлический,»
	5,5	Механический, неполноповоротный	0,25... 0,65	25...40
	6,5	Гидравлический,»
	8,5	Механический, полноповоротный
	9,5	Гидравлический,»
	12,0	Механический,»	0,40... 1,00	40...60
	16,0	Гидравлический,»
	20,0	Механический,»	0,65... 1,66	60...90
	25,0	Гидравлический,»
	32,0	Механический,»	1,00... 2,50	90...120
	40,0	Гидравлический,»
	50,0	Механический,»	1,60... 4,00	100... 210
	70,0	Гидравлический,»

* Механический - привод рабочего оборудования через систему канатов и Впоков; гидравлический - привод рабочего оборудования гидроцилиндрами и •гидромоторами; навесной - экскаваторное оборудование навешивается на машину •другого назначения; неполноповоротный - экскаваторное оборудование пово-Ьачивается вокруг вертикальной оси менее чем на360°;полноповоротный - эк-Ьсаваторное оборудование поворачивается вокруг вертикальной оси на любой угол.

Как следует из описания, ГОСТ 30067-93 распространяется на два типа машин: собственно экскаваторы и экскаваторы-погруз­чики (неполноповоротные экскаваторы на колесных тракторах с

•погрузочным оборудованием). В классификациях ЕС, США и Япо-

; нии, а фактически, и в российской номенклатуре последние выде­лены в самостоятельный тип машин, обладающий чертами и экс­каваторов, и погрузчиков. Общим для них и для полноповорот-

; ных экскаваторов являются элементы расчета устойчивости ма­шины, а также расчет силовых характеристик процесса копания

ркскаваторным оборудованием и его прочности. Иногда одноков­шовые полноповоротные экскаваторы условно делят на следую­щие группы: мини-экскаваторы - массой до 5 т, миди-экскавато-

; ры - массой до 8 т, полноразмерные строительные экскаваторы -Массой до 40 т и экскаваторы специального назначения - массой более 40 т.

,

Рис. 5.58. Сменное неполноповоротное экскаваторное оборудование на мини-погрузчике

Рис. 5.59. Ходовое оборудование и механизмы повышения устойчивости пневмо-

колесного экскаватора: / — бульдозерный отвал; 2 - выносные опоры (аутригеры)

Полноповоротные экскаваторы, принадлежащие к разным раз­мерным группам, отличаются не только массой, но и другими осо­бенностями. Так, мини-экскаваторы (рис. 5.60), как правило, мон­тируются на гусеничном шасси, оснащаются бульдозерным отвалом, а их рабочее оборудование может вращаться в плане относительно поворотной платформы на угол, чуть меньший ±90° (рис. 5.61).

Отечественные строительные экскаваторы имеют общий индекс ЭО и цифровое обозначение, составляемое по записи: А Б В Г (А -номер группы по вместимости ковша, Б - номер группы по типу ходового оборудования, В - номер группы по типу подвески рабо­чего оборудования, Г - модель машины). Условия маркировки модели не оговорены.

Вместимость ковша, м³

Группа А, №:

1........................................................................................................До 0,40

2......................................................................................................... До 0,65

3......................................................................................................... До 1,00

4.......................................................................................................... До 1,25

5........................................................................................................ До 1,60

6......................................................................................................... До 2,50

Ходовое оборудование Группа Б, №:

1.................................................................................................. Гусеничное

2............................................................................. Гусеничное уширенное

3........................................................................................ Пневмоколесное

4.............................................................................. Автомобильного типа

Подвеска рабочего оборудования

Группа В, №:

1.............................................................................. Гибкая

2............................................................................. Жесткая

3.................................................................. Телескопическая

4................................................................................ Резерв

Некоторые российские экскаваторные заводы наряду с россий­ской применяют индексацию машин по массе с использованием принятых в международной практике условных обозначений осо­бенностей шасси.

Стандартное экскаваторное оборудование состоит (рис. 5.62) из шарнирно соединенных стрелы, рукояти и ковша, положение ко­торых фиксируется и изменяется гидроцилиндрами, обеспечиваю­щими работу экскаватора.

Стрела - коробчатая сварная конструкция (рис. 5.63), усилен­ная накладками и ребрами жесткости в местах крепления к раме

 

 

Рис. 5.60. Мини-экскаватор

Рис. 5.61. Схемы манипулирования в плане рабочим оборудованием

экскаватора

мини-

12 13 14 15 16

Рис. 5.62. Варианты рабочего оборудования строительного экскаватора:

1, 12 - гидроцилиндр подъема/опускания стрелы; 2 - моноблочная стрела; 3, 9 - гидро­цилиндр поворота рукояти; 4, 7- гидроцилиндр поворота ковша; 5,6- рычажный меха­низм поворота ковша; 8, 16 - ковш; 10, 15 - рукоять; 11 - основная секция двухзвенной стрелы; 13 - гидроцилиндр поворота дополнительной стрелы секции; 14 — дополнитель­ная секция стрелы

экскаватора, рукояти и штокам гидроцилиндров. Наиболее распро­странены моноблочные сварные стрелы, но для расширения рабо­чей зоны могут использоваться и двухзвенные стрелы (см. рис. 5.62), состоящие из двух шарнирно сопряженных элементов, соединен­ных гидроцилиндром. При необходимости значительного увели­чения вылета или высоты подъема рабочего органа используются стрелы увеличенной длины (рис. 5.64), но их применение требует удлиненного гусеничного хода и установки на экскаватор допол­нительных противовесов.

Рукоять - коробчатая сварная конструкция (см. рис. 5.63), уси­ленная накладками, кронштейнами и ребрами жесткости в местах крепления к стреле, ковшу и штокам гидроцилиндров. Выпуска­ются рукояти моноблочные и раздвижные, состоящие из двух, телескопически сопряженных элементов, один из которых крепит­ся к стреле, а второй - с рабочим органом на свободном конце, скользит внутри или по внешней грани первого с помощью гидро­цилиндра.

Ковш - обычный, наиболее часто используемый рабочий орган одноковшового экскаватора, разрушающий и перемещающий грунт. При разработке прочных и скальных грунтов используют упрочненные ковши уменьшенной вместимости; грунтов II-III ка­тегорий прочности - стандартной вместимости; слабых грунтов и легких материалов - облегченные ковши увеличенной вместимо­сти. Для обычной разработки грунтов используют ковши стандар­тного профиля; для зачистных и планировочных работ - уширен-

Рис. 5.63. Моноблочные стрела и рукоять одноковшового экскаватора: 1 - кронштейны с проушинами для крепления рукояти; 2 - диафрагма; 3 - кронштейны с проушинами для крепления гидроцилиндра поворота рукояти; 4 - бобышки для крепле­ния трубопроводов высокого давления; 5 - втулка крепления гидроцилиндров подъема/ опускания стрелы; 6 - диафрагма; 7 - втулка крепления стрелы к раме шасси; 8 - крон­штейны с проушинами для крепления гидроцилиндра поворота ковша; 9 - диафрагма; 10 - кронштейны с проушинами для крепления гидроцилиндра поворота рукояти; 11 -втулка крепления рукояти к стреле; 12 - втулка крепления коромысла рычажного меха­низма поворота ковша; 13 - втулка крепления ковша к рукояти

ные ковши; для прочистки и профилирования канав - профильные ковши; для погрузки складированных сыпучих материалов - грей­ферные ковши; для разработки грунтов, погрузки сыпучих мате­риалов и штучных грузов нестандартной конфигурации, подгре­бания и разравнивания грунта - ковши с челюстным захватом. Ис­пользование набора ковшей (рис. 5.65) и другого сменного обору­дования (фрез, уплотнителей, гидромолотов, буров и т.п.) предпо­лагает возможность быстрой замены одного рабочего органа дру-

Рис. 5.64. Полноповоротный экскаватор с удлиненными стрелой и рукоятью 148

гим, которая реализуется с помощью быстродействующего захва­та. Такой захват устанавливается между рукоятью и рабочим ор­ганом и приводится в действие либо гидроприводом, управляемым из кабины, либо вручную.

Любой ковш (рис. 5.66) имеет режущий периметр, состоящий из горизонтального и боковых вертикальных профилей, боковых сте­нок и днища, образованного гнутым стальным листом. Для разра­ботки прочных грунтов используются ковши, у которых горизон­тальный и боковые профили оснащены зубьями. Для копания сла­бых или сыпучих грунтов могут использоваться ковши с полукруг­лой режущей кромкой горизонтального профиля. Зубья и режущие периметры изготавливают из высокопрочных износоустойчивых сталей, а система их крепления к ковшу должна обеспечивать быс­трую и нетрудоемкую замену.

Ковш крепится к рукояти с помощью многозвенных рычаж­ных механизмов, обеспечивающих ему необходимую подвиж­ность. Обычно рабочее оборудование строительных полнопово­ротных и неполноповоротных экскаваторов компонуется по схе­ме «обратная лопата» (рис. 5.67), так как в сочетании с гидропри­водом она обеспечивает наибольшую универсальность машины и позволяет копать выше и ниже уровня стоянки экскаватора. Иногда конструкция рычажного механизма позволяет простой пе­рестановкой ковша изменить компоновку рабочего оборудова­ния строительного экскаватора на «прямую лопату», но очерта-

Рис. 5.65. Набор экскаваторных ковшей для различных работ и материалов:

а - землеройный ковш общего назначения; б - землеройный ковш для тяжелых грунтов; в - траншейный ковш с выталкивателем грунта; г - ковш с зубьями для очистки траншей; д - реверсивный ковш с зубьями или гладкой кромкой для очистки траншей; е - треугольный

ковш для очистки канав

ния ковшей прямой и обратной лопат отличаются, поэтому ис­пользование одного и того же ков­ша при разных компоновках рабо­чего оборудования нежелательно. У карьерных экскаваторов с пря­мой лопатой (рис. 5.68) рабочее оборудование отличается не толь­ко компоновкой, но и способнос­тью развивать большие напорные усилия на кромке ковша.

Рис. 5.66. Стандартный экскава­торный ковш «обратная лопата»: 1 - горизонтальный профиль; 2 - зубья; 3 - боковые зубья; 4 - боковые стенки ков­ша; 5 - днище ковша; 6 - кронштейны с проушинами; 7 - коробка жесткости

Грейферное оборудование счи­тается сменным и обычно постав­ляется по дополнительному зака­зу, но так как его установка на эк­скаватор достаточно трудоемка, ею стараются не злоупотреблять. Грейферное оборудование с гид­равлическим приводом (рис. 5.69) состоит из шарнирного узла с гид­равлической подводкой, подве­шенного к пальцевому шарниру

рукояти, и грейферного ковша с гидроцилиндром управления створ­ками.

Совмещение рабочих движений стрелы и рукояти позволяет вне­дрять раскрытый ковш в дно забоя со значительным напорным уси-

Рис. 5.67. Экскаваторное оборудование «обратная лопата»: / - шарнир крепления стрелы к раме поворотной платформы; 2, 4, 6 - гидроцилиндры поворота соответственно стрелы, рукояти, ковша; 3 - моноблочная стрела; 5 - рукоять; 7- двуплечий рычаг; 8 - тяга; 9 - ковш; 10 - шарнир крепления гидроцилиндра к раме

поворотной платформы

Рис. 5.68. Карьерный экскаватор с рабочим оборудованием «прямая лопата»

Рис. 5.69. Грейферное оборудование одноковшового экскаватора

лием, что расширяет диапазон грунтовых условий, в которых он может применяться. Если грейферным оборудованием разрабаты­вают узкие и глубокие колодцы и траншеи, в частности, при возве­дении инженерных сооружений методом «стена в грунте», оно под­вешивается на штанге, которая крепится либо к рукояти, либо не­посредственно к стреле. Штанги грейферного оборудования мо­гут быть телескопическими, с раздвижным гидроцилиндром либо составными, с механическим соединением секций.

Ttk

Экскаваторы с разруша­ющим рабочим оборудова­нием (рис. 5.70) применяют­ся при сносе зданий и инже­нерных сооружений, ломке старых (рис. 5.71) и фрезе­ровании ремонтируемых покрытий, безвзрывной разборке скальных пород. К разрушающему оборудо­ванию относят различные виды ножниц для бетона и металлической арматуры, гидромолоты и фрезы.

Рис. 5.70. Одноковшовый экскаватор, обору­дованный разрушающими гидравлическими ножницами

Ножницы захватывают и ломают бетонные фраг­менты сооружений, переку­сывают металлическую ар­матуру толщиной до 20 мм и более. Они же использу­ются как манипуляторы для переноски и погрузки крупных кусков строитель­ного мусора. Некоторые модели экскаваторов комплектуются ров­ными и длинными стрелами, более удобными при разборке высо­ких зданий с помощью ножниц, чем стрелы стандартной конфигу­рации. Гидромолоты и фре­зы навешиваются на стан­дартные экскаваторные стрелы. Гидромолоты ис­пользуются при ломке и ре­монте бетонных покрытий и фундаментов, а фрезы -при послойном фрезерова­нии асфальта.

Рис. 5.71. Сменное оборудование одноковшо­вого экскаватора для разрушения дорожного покрытия

Длина и конфигурация стрелы и рукояти подбира­ются таким образом, чтобы максимально расширить размеры рабочей зоны, со­хранив устойчивость и транспортабельность экс­каватора. Этого удается до­биться применением двухэ­лементных стрел и телеско­пических рукоятей. Изме-

помощью дополнительных гидроцилиндров взаимное положение секций двухзвенной стрелы и степень раздвижения телескопичес­кой рукояти, можно расширить рабочую зону экскаватора, увели­чить высоту и глубину копания, а также вылет ковша при выгруз­ке. При этом габаритные размеры экскаватора не требуют его раз­борки при перебазировании на большие расстояния, что снижает среднегодовую эксплуатационную производительность машины и увеличивает эксплуатационные затраты (табл. 5.8).

Таблица 5.8 Технические характеристики отечественных экскаваторов

 

Марка, тип	Масса, т	Мощность, кВт	Глубина копания, мм	Радиус копания, мм
ЭО-1621 нп	«3,5	19,5
ЭО-1624 нп	3,8	23,5
ЭО-2621В-3 нп	6,1	44,5
ЭО-2626 нп	7,12	57,4
ЭО-3533 пл	16,0	57,4
ЭО-3532А пл	18,0	57,4
ЭО-3540 пл	19,73	57,4
Э0-4431лл	21,23	77,2
ЕА-17 аш	17,0	59,6
ЕА-16 аш	16,0	59,6
ЕК-06 пп	7Д
ЭО-3323А пп	13,0	59,6
ЕК-140 пп	13,5
ЕК-18 пп	16,0
ЕК-180 пп	16,0
ЭО-3123 пп	13,5	59,6
ЭО-4112Апп	23,7
ЕТ-20 и ЕТ-180 пп	18,0
ЭО-5 116-1 пп	32,0
ЭО-4225Апп	26,45
ЭО-5 126 пп	32,0
ЭО-5221 пп	42,0
ЭО-5 124 пп	38,7
ЕТ-22 пп	22,0
EU-423 пп	26,5
EU-422 пп	25,0
EU-520 пп	42,0

Обозначения:

нп - неполноповоротный; пл — планировщик; аш - на шасси грузового автомоби­ля; пп - полноповоротный.

Производительность одноковшового экскаватора может быть рассчитана по уравнениям:

(5.23) (5.24)

V If If

г _ ^Кк'^Снап'^Се

Tk

•* ~ 'зап ' ^пов ~*~ 'в

где F_K - вместимость ковша (определяется по методике, рекомендо­ванной для погрузчика); k_mn - коэффициент наполнения ковша (см. табл. 5.5); k_a- коэффициент использования времени смены; Т- про­должительность рабочего цикла; А;_раз - коэффициент разрыхления грунта при разработке (см. табл. 5.5);?_зап - время заполнения ковша;?_пов - время поворота экскаватора с заполненным ковшом в положе­ние выгрузки;?_выг - время выгрузки ковша; г_хол - время поворота эк­скаватора с пустым ковшом в положение заполнения ковша (время холостого хода); t_Mm - время маневрирования в течение цикла.

Продолжительность составляющих рабочего цикла зависит от вместимости ковша, типоразмера экскаватора, прочности грунта, организации взаимодействия экскаватора и транспорта, квалифи­кации оператора и условий его работы. Достоверные данные для расчета можно получить хронометрированием работы машины в конкретных условиях. Существует и ряд общих рекомендаций по достижению максимальной производительности одноковшового экскаватора с обратной лопатой, в частности:

высота уступа, на котором расположен экскаватор, для проч­ных грунтов должна быть примерно равна длине рукояти, для не­прочных - несколько меньше;

угол поворота экскаватора в течение рабочего цикла не должен пре­вышать 15 ° в каждую сторону от его продольной осевой линии либо ширина рабочей зоны должна примерно равняться ширине шасси;

если грузовой автомобиль стоит сбоку от экскаватора, борт его кузова, обращенный к экскаватору, при выгрузке должен распола­гаться под сочленением стрелы и рукояти; если автомобиль стоит перед экскаватором, его продольная ось должна совпадать с про­дольной осью экскаватора;

расстояние от края забоя должно быть таким, чтобы максималь­ное заполнение ковша происходило к моменту, когда рукоять за­нимает вертикальное положение;

подъем стрелы должен начинаться, когда в процессе копания ковш пройдет ³/₄ пути, необходимого для его заполнения.