Краткая характеристика и устройство экскаватора ЕК-14

Экскаваторами называют землеройные машины, предназначенные для копания грунта или других пород путем его отделения от массива, захвата, переноса и выгрузки в транспортное средство, либо в земляное сооружение, либо в отвал.

Используются одноковшовые экскаваторы на следующих видах работ: рытье котлованов, траншей, выемок, каналов, возведение насыпей, дамб и плотин.

Особенностью одноковшовых экскаваторов является стационарность их рабочего процесса, т.е. разработка грунта ведется с одного места стоянки до тех пор, пока грунт не вырабатывается в радиусе действия рабочего оборудования, после чего экскаватор меняет стоянку.

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по следующим основным признакам.

По эксплуатационному назначению: строительные, универсальные, карьерные, вскрышные, специальные.

По исполнению рабочего оборудования: с гибкой подвеской; с жесткой подвеской; с телескопической стрелой.

По виду рабочего оборудования: с прямой лопатой, когда разработка грунта ведется выше уровня стоянки экскаватора при движении ковша вверх от экскаватора одновременным напорным движением рукояти и поворотным движением рукояти и ковша; с обратной лопатой, когда разработка грунта ведется ниже уровня стоянки экскаватора при движении ковша вверх к экскаватору при одновременных поворотных движениях стрелы, рукояти и ковша; драглайн - разработка грунта ведется ниже уровня стоянки экскаватора при движении ковша вверх к экскаватору за счет одновременных движений тягового и подъемного канатов.

По типу силовых передач (приводу): механические, электромеханические, гидравлические и комбинированные.

По приводу механизмов: одномоторные и многомоторные.

Одноковшовые строительные экскаваторы – универсальные машины, используемые при копании грунтов до VI категории прочности, разборке слабой и взорванной скальной породы.

Они применяются для выемки из забоя и погрузке в транспорт отвалов сыпучих и крупнокусковых материалов, разрушения старых сооружений, расчистки территорий при пробивке трасс, расчистки мелиоративных и водоотводных канав, отрывке больших котлованов и протяженных траншей, сооружении грунтовых насыпей, строительстве тоннелей и мостовых переходов и на других работах.

Разнообразие сфер применения экскаваторов предопределило большое число вариантов их исполнения, а также типов используемого рабочего оборудования. В строительстве наиболее широко применяются машины массой до 40 т с гидрообъемным приводом рабочего оборудования, которые обычно и относят к группе строительных экскаваторов.

Существовавшая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) посредством четырех цифр индекса классифицирует экскаваторы по размерным группам (первая цифра - вместимость ковша), типам ходового устройства (вторая цифра) и исполнению рабочего оборудования (третья цифра). Четвертая цифра - порядковый номер модели. Буквы (А, Б, В,..., Е) обозначают очередную модернизацию, а специальное климатическое исполнение машины обозначается: ХЛ - северное исполнение, Т - тропическое, ТВ - для влажных тропиков. Например, ЭО-ЗЗПГ Т - экскаватор одноковшовый 3-й размерной группы, вместимость ковша 0,4-1,0 м³ (в зависимости от грунта и вида рабочего оборудования), на пневмоколесном ходу с канатной подвеской рабочего оборудования, первой модели, четвертой модернизации, тропическое исполнение.

Одноковшовый экскаватор ЕК-14 (рисунок 4) состоит из следующих основных составных частей и систем: пневмоколесного ходового устройства, поворотной платформы, рабочего оборудования, гидравлической системы, системы пневмоуправления, электрического оборудования.

Пневмоколесное ходовое устройство экскаватора, выполненное на двух ведущих мостах, обеспечивает высокую скорость передвижения на рабочих площадках и по дорогам, а также возможность буксировки экскаватора тягачом.

Передний мост - управляемый, на одинарных шинах, балансирно крепится к ходовой раме.

Рисунок 4 – Одноковшовый гидравлический экскаватор

Задний мост - неуправляемый, имеет двойные шины, жёстко соединён с ходовой рамой.

Привод мостов осуществляется от низкомоментного гидромотора через коробку перемены передач и карданные валы.

Во время работы для повышения устойчивости экскаватор опирается на откидные опоры и опору-отвал.

Поворотная платформа крепится к опорно-поворотному устройству, смонтированному на ходовой раме.

На поворотной платформе смонтированы: силовая установка, топливный бак, механизм поворота, кабина, отопительно-вентиляционная установка,

гидрооборудование (гидробак, гидрораспределители, маслоохладительная установка и др.), элементы электрооборудования и пневмооборудования, противовес.

Силовая установка экскаватора предназначена для привода всех механизмов. Техническое описание силовой установки, включая дизельный двигатель, и инструкция по её эксплуатации изложены в отдельном руководстве.

Рабочее оборудование экскаватора устанавливается в проушинах поворотной платформы и крепится с помощью пальцев.

Конструкция экскаватора предусматривает возможность использования различных видов сменного рабочего оборудования и рабочих органов, в том числе, обратной лопаты, грейфера, гидромолота и др.

Опора-отвал расширяет технологические возможности экскаватора, обеспечивая возможность засыпки траншей, ям и планирования небольших участков поверхности.

Пневмоколесное ходовое устройство (рисунок 5) экскаватора включает в себя следующие составные части: ходовую раму с опорно-поворотным устройством, откидные опоры и опору-отвал; коробку перемены передач, передний и задний мосты, связанные карданными валами; механизм управления поворотом колёс; центральный коллектор, соединённый трубопроводами с гидромотором коробки перемены передач, гидроцилиндрами откидных опор и гидроцилиндрами опоры-отвала, а также с агрегатами системы пневмоуправления (воздушным встроенным ресивером, тормозами колёс, стояночным тормозом, механизмом переключения передач).

Рисунок 5 – Пневмоколесное ходовое устройство

1-откидная опора; 2-колесо с шиной; 3-ходовая рама; 4-задний мост; 5-карданный вал; 6-опорное-поворотное устройство;

7-пневмоуправление на ходовой раме; 8-центральный коллектор;

9-коробка перемены передач; 10-механизм управления поворотом колес; 11-передний мост; 12-палец; 13-водило; 14-гидроцилиндр опоры-отвала; 15-опора-отвал

При повороте, а также при движении по неровной дороге ведущие колеса экскаватора, движущиеся по внутреннему радиусу и испытывающие большие сопротивления дороги, начинают вращаться медленнее, чем колеса, движущиеся по внешнему радиусу и испытывающие меньшее сопротивление. При этом сателлиты, вращаясь вместе с крестовиной, начинают перекатываться по замедлившей свое вращение полуосевой шестерне. В результате начинают поворачиваться вокруг своих осей, увеличивая частоту вращения второй полуосевой шестерни и колес, движущихся по внешнему радиусу.

Конструкция экскаватора предусматривает возможность использования различных видов сменных рабочих органов, в том числе: ковша обратной лопаты, грейферного оборудования, гидромолота, гидравлических ножниц, измельчителя бетона.

На основании запросов потребителей завод - изготовитель постоянно работает над созданием новых видов и типоразмеров рабочего оборудования и сменных рабочих органов.

Обратная лопата (рисунок 6) - основной вид рабочего оборудования экскаватора - предназначена для выполнения широкого круга землеройных погрузочных и других работ.

Обратная лопата состоит из стрелы 1, рукояти 3, сменного рабочего органа 6, механизма привода ковша 5, гидроцилиндров 2, 4 и 7, а также системы трубопроводов и рукавов высокого давления, связывающих гидроцилиндры с гидросистемой экскаватора.

Поворот стрелы, рукояти и рабочего органа осуществляется соответствующими гидроцилиндрами.

К сменным рабочим органам обратной лопаты относятся ковши различной вместимости и назначения.

Рисунок 6 – Рабочее оборудование обратная лопата

1-стрела; 2,4,7-гидроцилиндры; 3-рукоять; 5-механизм привода ковша; 6-ковш

Одноковшовые строительные экскаваторы – универсальные машины, используемые при копании грунтов до VI категории прочности, разборке слабой и взорванной скальной породы. Они применяются для выемки из забоя и погрузке в транспорт отвалов сыпучих и крупнокусковых материалов, разрушения старых сооружений, расчистки территорий при пробивке трасс, расчистки мелиоративных и водоотводных канав, отрывке больших котлованов и протяженных траншей, сооружении грунтовых насыпей, строительстве тоннелей и мостовых переходов и на других работах.

Полноповоротный экскаватор состоит из поворотной платформы, которая через опорно-поворотное устройство опирается на раму ходового оборудования. На поворотной форме установлены двигатель, примыкающая к нему часть ходовой трансмиссии, кабина, системы управления, рабочее оборудование и его силовой привод. Рама ходового оборудования экскаватора, его движитель и ходовая трансмиссия вместе образуют шасси машины. Конструкция опорно-поворотного устройства обеспечивает вращение поворотной платформы в любую сторону и на любое число оборотов.

Неполноповоротные экскаваторы представляют собой малоразмерное экскаваторное оборудование, навешенное на базовую машину. Сменное оборудование навешивается на базовую машину и демонтируется по мере необходимости, а несменное является основным и используется постоянно.

В большинстве случаев базовой машиной для несменного экскаваторного оборудования является колесный трактор, к задней части рамы которого крепится стрела с рукоятью, ковшом, исполнительными гидроцилиндрами и дополнительными механизмами. В этом случае угол поворота экскаваторного оборудования ограничен конструкцией базовой машины и не превышает 180°. Поворот экскаваторного оборудования относительно вертикальной оси обычно осуществляется гидроцилиндром, пятка которого

закреплена на раме машины, а шток - на поворотной колонке. Она может быть неподвижной, а может смещаться вбок по специальным направляющим, вынося ось отрываемой траншеи к колее правого или левого заднего колеса. Такая возможность особенно удобна при выполнении земляных работ, выполняемых вплотную к бордюрам, стенам.

Неполноповоротные экскаваторы используются при относительно небольших сосредоточенных объемах земляных и погрузочных работ, сопряженных с частыми перебросками машин между объектами и работой в стесненных условиях. Такие условия характерны при обслуживании и ремонте тепловых, водопроводных, газовых, электрических, дренажных и коммуникационных сетей, а также озеленении, благоустройстве и содержании городских территорий. Сменное неполноповоротное экскаваторное оборудование изготавливается ограниченными партиями, так как используется достаточно редко из-за стоимости, трудоемкости монтажа и демонтажа и необходимости хранения вблизи от базовой машины.

Чаще всего оно выпускается для мини-погрузчиков с бортовым поворотом, а также для телескопических погрузчиков и автогрейдеров.

Полноповоротные экскаваторы монтируются на гусеничном или пневмоколесном шасси. Количество моделей гусеничных экскаваторов намного больше, чем пневмоколесных, что отражает соотношение между различными условиями эксплуатации.

Рабочий процесс одноковшового экскаватора (экскавация) состоит из последовательно выполняемых операций: отделения грунта от массива, заполнения им ковша, транспортирования грунта в ковше к месту разгрузки, разгрузки грунту из ковша, возвращения последнего в забой на исходную позицию. Совокупность этих операций составляет рабочий цикл экскаватора в результате выполнения которого выдается одна порция продукции в объеме разгруженного аз ковша грунта. По этому признаку в соответствии с принятой ранее классификацией строительных машин одноковшовые экскаваторы относят к машинам цикличного действия.

Рисунок 7 – Схема работы обратной лопатой

Обратной лопатой работают следующим образом (рисунок 7). Втягивая шток гидроцилиндра рукояти, поворачивают ее по часовой стрелке. Стрела с рукоятью и вынесенным вперед ковшом опускается вниз как под действием веса рабочего оборудования, так и под давлением жидкости, подаваемой в гидроцилиндр стрелы. Операцию копания осуществляют поворотом ковша и поворотом рукояти (положение I).

Величину стружки в процессе копания регулируют с помощью гидроцилиндра путем подъема или опускания стрелы.

После того как наполненный грунтом ковш будет подтянут к стреле или повернут по отношению к рукояти настолько, чтобы грунт не высыпался, рабочее оборудование поднимают из забоя с помощью гидроцилиндра стрелы (положение II), а затем вместе с платформой поворачивают к месту разгрузки. Чтобы разгрузить ковш, поворачивают рукоять и ковш по часовой стрелке, используя для этого гидроцилиндры 2 и 4 (положение III). Затем производя, обратный поворот платформы к забою и рабочий цикл повторяют.