Строительными называют одноковшовые универсальные экска­ваторы с основными ковшами вместимостью 0,25...2,5 м3, оснащае­мые различными видами сменного рабочего оборудования. Строи­тельные экскаваторы предназначены для земляных работ в грунтах

I.. .IV категорий. С помощью унифицированного сменного рабочего оборудования (до 40 видов) они могут выполнять также погрузоч - но-разгрузочные, монтажные, сваебойные, планировочные, зачист - ные и другие работы.

Основными частями строительных экскаваторов являются гусе­ничное или пневмоколесное ходовое устройство, поворотная плат­форма (с размещенными на ней силовой установкой, механизмами, системой управления и кабиной машиниста) и сменное рабочее обору­дование. Поворотная платформа опирается на ходовое устройство че­рез унифицированный роликовый опорно-поворотный круг и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грун­тов состоит из следующих последовательно выполняемых операций: копание грунта (заполнение ковша грунтом), подъем ковша с грунтом из забоя, поворот ковша к месту разгрузки, разгрузка грунта из ковша в отвал или в транспортные средства, поворот порожнего ковша к за­бою и опускание его в исходное положение для следующей операции копания. В процессе работы отдельные операции цикла можно совме­щать (например, подъем или опускание ковша с поворотом его в за­бой), что позволяет сокращать продолжительность цикла.

Классификация. Одноковшовые строительные экскаваторы классифицируют по следующим признакам:

по типу ходового устройства — на гусеничные с нормальной и увеличенной опорной поверхностью гусениц, пневмо - колесные, на специальном шасси автомобильного типа, на шасси грузового автомобиля или трактора;

по типу привода — с одномоторным (механическим и гид­ромеханическим) и многомоторным (гидравлическим и электриче­ским) приводом;

по исполнению опорн о-п оворотного устрой­ства — на полноповоротные (угол поворота рабочего оборудова­ния в плане не ограничен) и неполноповоротные (угол поворота ра­бочего оборудования в плане ограничен 270°);

по способу подвески рабочего оборудова­ния — с гибкой подвеской на канатных полиспастах и с жесткой подвеской с помощью гидроцилиндров;

по виду исполнения рабочего оборудова­ния — с шарнирно-рычажным и телескопическим рабочим обору­дованием.

Кроме перечисленных признаков строительные экскаваторы различаются между собой размерами, массой, мощностью и вмести­мостью ковшей.

К основным параметрам одноковшовых экскаваторов относят­ся: вместимость ковша, продолжительность рабочего цикла, радиу­сы копания и выгрузки, высота и глубина копания, высота нагруз­ки, преодолеваемый экскаватором уклон пути, конструктивная и эксплуатационная массы машины, среднее давление на грунт у гусе­ничных машин и нагрузка на одно ходовое колесо у пневмоколес - ных, колея и база ходового устройства.

Индексация. Действующая система индексации предусматривает следующую структуру индекса (рис. 4.13), дающего более полную характеристику эксплуатационных возможностей машины. Буквы ЭО означают — экскаватор одноковшовый универсальный.

Четыре основные цифры индекса последовательно означают: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктив­ное исполнение рабочего оборудования (вид подвески) и порядко­вый номер данной модели. Восемь размерных групп экскаваторов обозначаются цифрами с 1 по 8. Размер экскаватора характеризуют масса машины и мощность основного двигателя, а также геометри­ческая вместимость основного ковша.

В настоящее время серийно выпускаются экскаваторы 2...6-й раз­мерных групп. В стандартах на экскаваторы для каждой размерной

1,00...1,60 1.60.. .2.50 м3 2.50.. .4.00 м3. Тип ходового устройства указывается цифрами с 1 по 9: 1 — гусе­ничное (Г); 2 — гусеничное уширенное (ГУ); 3 — пневмоколесное (П): 4 — специальное шасси автомобильного типа (СШ); 5 — шасси гру­зового автомобиля (А); 6 — шасси серийного трактора (Тр); 7 — при­цепное ходовое устройство (Пр); 8,9 — резерв. Конструктивное ис­полнение рабочего оборудования указывается цифрами: 1 (с гибкой подвеской), 2 (с жесткой подвеской), 3 (телескопическое). Последняя цифра индекса означает порядковый номер модели экскаватора. Пер­вая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т. д.) означает порядковую модернизацию данной машины, последую­щие — вид специального климатического исполнения (С или XJI — северное, Т — тропическое, ТВ — для работы на влажных тропиках). Например, индекс ЭО-5123ХЛ расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, 5-й размерной группы, на гусенич­ном ходовом устройстве, с жесткой подвеской рабочего оборудова­ния, третья модель в северном исполнении. Экскаватор оборудуется основным ковшом вместимостью 1,0 м3, соответствующим 5-й раз­мерной группе, и сменными вместимостью 1,25 и 1,6 м3.

6- й 7- й

MJ

группы обычно приводят­ся несколько вместимо­стей ковшей — основного и сменных повышенной вместимости, причем для последних предусмотрены меньшие линейные пара­метры и более слабые грунты, чем при работе с основным ковшом. Ос­новным считается ковш, которым экскаватор мо­жет разрабатывать грунт IV категории на макси­мальных линейных рабо­чих параметрах (глубина и радиус копания, радиус и высота выгрузки и т. п.). Вместимость основных ковшей экскаваторов со­ставляет: для 2-й раз­ мерной группы — 0,25... 0,28 м3; 3-й —0,40...0,65 м-1: 4-й — 0,65...1,00 м3; 5-й —

Рис. 4.14. Строительные полноповоротные экскаваторы с механическим приводом и гибкой подвеской рабочего оборудования; а — пневмоколесный третьей размерной группы: б — гусеничный четвертой размерной группы; I — пневмоколесное ходовое устройство; 2 — поворотная платформа; 3 — двуногая стойка; 4 — стрелоподъемный канат; 5 — передняя стоика; 6 — кабина машиниста; 7 — подъемный канат; — стрела; 9 — рукоять; 10 — ковш обратной лопаты: 11 — тяговый канат; 12 — опорно-поворотное устройство; 13 — гусеничное ходовое устройство

Экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования пред­ставляют собой полноповоротные машины (рис. 4.14) с одномотор­ным и многомоторным (дизель-электрическим) приводом. На пово­ротной платформе таких машин смонтирована двуногая опорная стойка, несущая стрелоподъемный полиспаст. Промышленность вы­пускает строительные экскаваторы с одномоторным приводом 3...5 размерных групп, с многомоторным приводом — 6-й размерной группы.

Основными видами сменного рабочего оборудования таких экс­каваторов являются прямая и обратная лопаты, драглайн, грейфер и кран. Кроме указанных видов экскаваторы оснащаются также оборудованием для погружения свай и шпунта, планировки и зачи­стки площадок и откосов, засыпки траншей, корчевания пней, рых­ления мерзлых и скальных грунтов, взламывания дорожных покры­тий, разрушения старых фундаментов зданий и стен и т. п.

Экскаватор с рабочим оборудованием прямой лопаты (рис. 4.15, а) разрабатывает грунт в забое, расположенном выше уровня стоянки машины. В комплект оборудования прямой лопаты входят стрела 6, рукоять 4 с седловым подшипником, ковш 3 с от­крывающимся днищем, напорный механизм 5 (у экскаваторов 2-й и

3- й размерных групп напорный механизм отсутствует), полиспасты 7 и 2 подъема стрелы и ковша. Наполнение ковша происходит при подъеме его полиспастом 2 и выдвижении рукояти в сторону забоя напорным механизмом, регулирующим толщину стружки. Выгрузка ковша осуществляется открыванием его днища.

Рис. 4.15. Основные виды сменного рабочего оборудования строительных экскаваторов с механическим приводом

Экскаватор с оборудованием обратной лопаты (рис. 4.15, б) предназначается для рытья траншей и небольших котлованов, расположенных ниже уровня его стоянки. Рабочее оборудование об­ратной лопаты состоит из ковша 8, рукояти 4, стрелы 6, передней стойки 7 и полиспастов: тягового 9, подъемного 2 и стрелового 1 (для удержания передней стойки). Наполнение ковша, врезаемого в грунт под действием веса рабочего оборудования, происходит при подтягивании его к экскаватору тяговым полиспастом 9 и одновре­менном ослаблении натяжения подъемного полиспаста 2. Выгрузка грунта из ковша осуществляется поворотом рукояти от забоя при ослаблении тягового полиспаста и подъеме рабочего оборудования подъемным полиспастом.

Экскаватор с оборудованием драглайна (рис. 4.15, в) разра­батывает грунт ниже уровня своей стоянки и применяется для рытья котлованов, водоемов и траншей, а также для разработки различ­ных выемок под водой. Сменное рабочее оборудование драглайна включает удлиненную решетчатую стрелу 10, специальный ковш совкового типа 12 с подъемными и тяговыми цепями, стрелоподъем­ный полиспаст /, подъемный 11, тяговый 14 и разгрузочный (опро­кидной) 13 канаты и механизм наводки (систему направляющих блоков 15) тягового каната. Наполнение ковша, прижимаемого к за­бою собственным весом, происходит при подтягивании его к экска­ватору тяговым канатом 14. Выгрузка поднятого на необходимую высоту ковша осуществляется путем его поворота при ослаблении натяжения тягового и опрокидного канатов.

Экскаватор скрановым оборудованием — экскаватор-кран (рис. 4.15, г) используют на различных монтажных и погрузоч­но-разгрузочных работах. В комплект кранового оборудования вхо­дят удлиненная решетчатая стрела 10, стрелоподъемный 1 и грузо­вой 2 полиспасты, крюковая подвеска или специальные устройства для захвата грузов.

Экскаватор сгрейферным оборудованием (рис. 4.15, д) при­меняют при погрузке и выгрузке сыпучих и мелкокусковых материа­лов, очистке траншей и котлованов от обрушившегося грунта и сне­га, для рытья колодцев и узких глубоких котлованов в легких грунтах, а также для рытья траншей под водой. Грейферное обору­дование включает удлиненную решетчатую стрелу 10, двухчелюст­ной грейферный ковш 17, подъемный 11 и замыкающий 16 канаты. Наполнение ковша происходит в результате смыкания его челюстей при натяжении замыкающего и ослаблении подъемного канатов. Разгрузка ковша осуществляется при ослаблении замыкающего ка­ната.

Для осуществления рабочего процесса каждый экскаватор с ме­ханическим приводом имеет следующие исполнительные механиз­мы: главную лебедку, приводящую в действие рабочий орган при копании, стрелоподъемную лебедку для изменения угла наклона стрелы, механизм поворота платформы с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси, механизм передвижения, реверсивный ме­ханизм (реверс) для изменения направления движения исполнитель­ных механизмов. Для работы с обратной лопатой, драглайном и грейфером главная лебедка имеет два канатных барабана — подъ­емный для подъема ковша и тяговый для подтягивания ковшей об­ратной лопаты и драглайна, замыкания челюстей грейфера. При крановом оборудовании используют один подъемный барабан для подъема крюковой подвески. При работе с прямой лопатой тяговый барабан главной лебедки заменяется звездочкой цепной передачи, приводящей в действие напорный механизм для выдвижения (напо­ра) и втягивания (возврата) рукояти с ковшом. Оба барабана лебед­ки свободно сидят на валу главной трансмиссии экскаватора, посто­янно вращаемой двигателем, и плавно подключаются к ней индивидуальными ленточными фрикционными муфтами с пневма­тическим или гидравлическим управлением. Торможение барабанов обеспечивается управляемыми ленточными тормозами. Назначение и устройство механизмов подъема стрелы, поворота платформы и передвижения экскаватора такие же, как у полноповоротных стре­ловых самоходных кранов с одномоторным приводом.

В городском строительстве наиболее широко применяют полно­поворотные строительные экскаваторы с механическим приводом

3.. .5 размерных групп на пневмоколесных и гусеничных ходовых устройствах. Основным рабочим оборудованием таких машин явля­ется обратная лопата.

В состав кинематических схем экскаваторов с механическим приводом входят главная муфта (обычно фрикционная одно - или многодисковая) и главная трансмиссия, валы которой получают по­стоянное вращение от дизеля при включении главной муфты. Вме­сто главной муфты может быть установлен гидротрансформатор, позволяющий автоматически регулировать скорость рабочего орга­на в зависимости от действующей на него внешней нагрузки и пре­дохраняющий двигатель и трансмиссию от перегрузок при внезап­ном стопорении рабочего органа. Вместе с валами главной трансмиссии вращаются жестко соединенные с ними детали — зуб­чатые колеса, передающие вращение от одного вала трансмиссии к другому, и ведущие элементы муфт, с помощью которых осуществ­ляется подключение исполнительных механизмов к главной транс­миссии.

Рассмотрим в качестве примера типовую кинематическую схему экскаватора 4-й размерной группы (рис. 4.16).

Привод всех механизмов экскаватора осуществляется от дизе­ля 1. При включении главной фрикционной муфты сцепления 2 получают постоянное вращение элементы главной трансмис-

Прямая лопата

Рис. 4.16. Типовая кинематическая схема одноковшового строительного экскаватора четвертой размерной группы с механическим приводом

сии — четырехрядная цепная передача 3, шестерни 4, 5, 7, валы 7, 77, IV и жестко связанные с ними ведущие шкивы двухконусных фрикционных муфт 32 реверсивного механизма и 6 включения промежуточного вала /77, а также ленты ленточных фрикционных муфт 8 и 25 включения барабанов главной лебедки. Для наполне­ния ковша прямой лопаты осуществляют подъем и выдвижение (напор) ковша с рукоятью, подключив к главной трансмиссии сдвоенные ведущие звездочки 10 напорного механизма и подъем­ный барабан 23 главной лебедки. Барабан 23 соединяется с валом IV ленточным фрикционом 25. Навиваемый на барабан подъем­ный канат 22 образует с головными блоками 20 стрелы 13 й бло­ком 21 ковша двухкратный полиспаст, подтягивающий ковш к оголовку стрелы.

Для остановки ковша и удержания его в заданном положении выключают фрикцион 25 и одновременно включают ленточный тормоз 24, которым регулируют также скорость опускания ковша, движущегося под действием собственного веса. Напорное движе­ние ковша осуществляют включением ленточного фрикциона 8. При этом получают вращение сдвоенные звездочки 10, одна из ко­торых соединена однорядной цепью со звездочкой 11 напорного барабана 12 на валу V, а другая — цепью со звездочкой 27 на про­межуточном валу III. На вращающийся напорный барабан навива­ются две ветви напорного каната 15 (а возвратный канат 14 с него свивается), огибающего направляющие блоки 16, седлового под­шипника 19 и уравнительный блок 77 на конце рукояти 18, в ре­зультате чего рукоять с ковшом выдвигаются, осуществляя напор. Торможение напорного механизма обеспечивается ленточным тор­мозом 9. Для возврата (втягивания) рукояти с ковшом включают двухконусную фрикционную муфту 6 с одновременным выключе­нием ленточных муфты 8 и тормоза 9, в результате чего получает вращение звездочка 27, жестко соединяемая при копании с валом III кулачковой муфтой 28.

От звездочки 27 передается движение в обратном направлении блоку звездочек 10 и напорному барабану 12. На последний будет навиваться возвратный канат 14, втягивающий рукоять с ковшом. Для подъема стрелы соединяют с главной трансмиссией стрело­подъемный барабан 29 последовательным включением двух муфт — кулачковой 28 (смещением вправо), жестко закрепляющей барабан 29 на промежуточном валу III, и конусной фрикционной 6. На барабан навивается канат стрелоподъемного полиспаста. Подъем стрелы прекращается выключением муфты 6 и включени­ем ленточного тормоза 34, удерживающего стрелу от свободного опускания. Надежное удержание поднятой стрелы в процессе работы экскаватора обеспечивается храповым остановом 31, смон­тированным на стрелоподъемном барабане. Опускание стрелы

осуществляется в режиме работы двигателя машины при выклю­ченной муфте 28. Скорость опускания стрелы ограничивается об­гонной муфтой 26 на валу IV, связанной со стрелоподъемным барабаном цепной передачей 30. Механизмы поворотного и ходо­вого устройств экскаватора приводятся в действие от вертикально­го вала VI реверсивного механизма с коническими шестернями 33 и 35 и двумя двухконусными фрикционными муфтами 32. При включении одной из муфт осуществляется реверсирование вала VI и соответственно изменение направления вращения платформы или передвижения машины. От вала VI вращение передается валу VII и шестерням 42 и 44, свободно вращающимся на вертикальных поворотном VIII и ходовом IX валах.

Поворот платформы с рабочим оборудованием осуществляется при включении одной из муфт реверса — кулачковой муфты 39, жестко соединяющей шестерню 42 с валом VIII, и обкатывании шестерни 43 внутри зубчатого венца 45, жестко прикрепленного к ходовой раме. Торможение поворотной платформы и фиксирова­ние ее в заданном положении обеспечиваются ленточным тормо­зом 38.

Движение ходовому механизму экскаватора сообщается при включении одной из муфт реверса и кулачковой муфты 40 (муфта 39 при этом автоматически выключается), жестко соединяющей шестерню 44 с валом IX. От вала IX вращение передается через па­ру конических шестерен 46 горизонтальному ходовому валу X, со­стоящему из трех частей, соединяемых между собой двумя кулачковыми муфтами 48. При одновременном включении муфт приводятся в движение через цепные передачи 49 обе ведущие звездочки 50 гусениц 51, обеспечивая прямолинейное движение экскаватора. Для поворота экскаватора отключают от трансмис­сии одну из звездочек 50 выключением соответствующей муфты 48. При этом машина поворачивается относительно отключенной гусеницы. Торможение гусениц осуществляется ленточными тор­мозами 47, сблокированными с муфтами 48. Неподвижность хо­дового устройства при работе экскаватора обеспечивается двусторонним управляемым стопором.

Скорость поворота платформы и передвижения машины изме­няют попеременным введением в зацепление с зубчатыми колесами 37 и 41 блок-шестерни 36. Меньшую скорость поворота использу­ют при работе с грейфером, драглайном и крановым оборудовани­ем, большую — с прямой и обратной лопатой. Смену различных видов рабочего оборудования производят непосредственно на строительной площадке. При замене оборудования прямой лопаты на блок звездочек 10 главной лебедки устанавливают состоящий из двух половинок барабан 52. При крановом оборудовании на барабане 23 закрепляют подъемный канат 22. При оборудовании драглайна на барабане 52 закрепляют подъемный 22, а на бараба­не 23 — тяговый 53 канаты. При грейферном оборудовании на ба­рабане 22 закрепляют подъемный канат 23, а на барабане 52 замыкающий канат 54.

Управление всеми основными механизмами экскаватора — пневматическое или гидравлическое. Вспомогательные механизмы (кулачковые муфты включения валов поворотного и ходового ме­ханизмов, переключения скоростей, включения лебедки подъема стрелы и главной муфты), включаемые реже, имеют рычажное управление.

Экскаваторы с гидравлическим приводом. Одноковшовые экс­каваторы с гидравлическим приводом представляют собой мно­гомоторные полно - и неполноповоротные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощ­ности от двигателя к рабочим механизмам используется гидрав­лический объемный привод. По сравнению с механическими гид­равлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее количество основных и вспомогательных движений ра­бочего оборудования, что значительно расширяет их технологи­ческие возможности и обеспечивает высокий уровень механиза­ции земляных работ, особенно в стесненных условиях городской застройки.

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным (рис. 4.17, а, б) и телескопическим (рис. 4.17, в) рабочим оборудо­ванием, для удержания и приведения в действие которого исполь­зуют жесткие связи — гидравлические цилиндры. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования явля­ются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического — выдвижение и втягивание телескопической стрелы.

Гидравлические полноповоротные экскаваторы с ш а р - н и р н о-p ычажным рабочим оборудованием созданы на базе единых конструктивных схем, широкой унификации агрегатов и уз­лов и серийно выпускаются 3.,.6-й размерных групп. Привод смен­ного рабочего оборудования таких экскаваторов осуществляется от гидроцилиндров двустороннего действия, а поворот платформы и передвижение машины — от индивидуальных гидромоторов. К ос­новным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер и погрузчик.

В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскава­торов при выполнении обычных земляных работ используют КОВ-

Рис. 4.17. Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования: а, 6 — шарнирно-рычажного; в — телескопического; 1 — опорно-поворотное устройство; 2 — пиевмоколесиое ходовое устройство; 3 — выносная опора; 4 — поворотная платформа; 5 — силовая установка; 6. S, 9 — гидроцилиндры стрелы; 7 — стрела; 10 — рукоять, 11 — ковш обратной лопаты; 12 — бульдозерный отвал; 13 — кабииа машиниста; 14 — гусеничное ходовое устройство; 15 — ковш прямой лопаты; 16 — телескопическая стрела

Р н с. 4.18. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

ши 1...3 обратных (рис. 4.18) и прямых 4 лопат различной вместимости, ковши для дренажных работ 5 и рытья узких тран­шей 6, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой для пла­нировочных 7 и зачистных 8 работ, двухчелюстные грейферы для рытья траншей и котлованов 9 и погрузки крупнокусковых мате­риалов и камней 10, погрузочные ковши большой вместимости для погрузочных работ 11... 13, бульдозерные отвалы 14 для засыпки ям, траншей и небольших котлованов, захваты для погрузки труб и бревен 15, крановую подвеску 16 для различных грузоподъемных и монтажных работ, многозубые 17 и однозубые 18 рыхлители для рыхления мерзлых и плотных грунтов и взламывания асфальтовых покрытий, пневматические, гидравлические 19 и гидропневматиче­ские 20 молоты многоцелевого назначения со сменными рабочими инструментами для разрушения скальных и мерзлых грунтов, же­лезобетонных конструкций, кирпичной кладки и фундаментов, до­рожных покрытий, дробления негабаритов горных пород, трамбования грунтов, погружения свай и шпунта, бурами для бу­рения шпуров и скважин и т. п.

В комплект оборудования обратной лопаты (рис. 4.19, а) входят: стрела (моноблочная Г-образной формы или составная 1, 6 изменяемой длины), рукоять 5, поворотный ковш 4 и гидроцилинд­ры 2, 3, 8 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта производят поворотом ковша относительно рукояти и пово­ротом рукояти относительно стрелы. Копание можно осуществлять только поворотом ковша относительно неподвижной рукояти, чтг позволяет вести работы в стесненных условиях, а также в непосре;. ственной близости от подземных коммуникаций.

Поворотом ковша производят не только копание, но и выгрузку грунта, а также зачистку основания забоя. Толщину срезаемой при копании стружки регулируют путем подъема или опускания стрелы. Составная стрела дает возможность изменять глубину //к и радиус RK копания (а также высоту выгрузки Нв), что в сочетании со смен­ными профильными ковшами различной вместимости позволяет расширить область применений экскаватора и использовать его с максимальной производительностью в различных грунтовых усло­виях.

Основная 1 и удлиняющая 6 части составной стрелы соединены шарниром и тягой 7, установкой которой в различные положения на удлиняющей части достигается изменение длины стрелы. На ос­

новную часть стрелы устанавливают оборудование прямой лопаты, грейфера и погрузчика. При работе вблизи фундаментов зданий и других сооружений, а также при копании траншей, ось которых не совпадает с продольной осью экскаватора, в оборудовании обрат­ной лопаты применяют специальную промежуточную вставку 9 (рис. 4.19, б), позволяющую устанавливать рукоять 5 с гидроцилин­дром под углом в плане к продольной оси стрелы 1. Вставка обеспе­чивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольной оси машины. Оборудование со смещенной осью копания является одним из преимуществ гидравлических экскаваторов.

Прямая лопатас поворотным ковшом широко применяет­ся на экскаваторах 4...6-й размерных групп и предназначена для раз­работки грунта как выше (преимущественно), так и ниже уровня стоянки машины, а также для погрузочных работ.

Оборудование прямой лопаты включает (рис. 4.20): стрелу 1, ру­коять 2, ковш 3 и гидроцилиндры 4, 5, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта осуществляется поворотом руко­яти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщину стружки регулируют подъемом или опусканием стрелы. При раз-

грузке ковш поворачивают гидроцилиндром 4. Прямой лопатой с поворотным ковшом можно производить планирование и зачистку основания забоя.

Погрузчик применяют для погрузки сыпучих и мелкокуско­вых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузки в транспортные средства (или отсыпки в отвал) грунтов I...11 катего­рий, а также планировочных работ на уровне стоянки машины. Вместимость ковша погрузчика в 1,5...2 раза больше вместимости ковша обратной лопаты, что значительно повышает производитель­ность экскаватора при использовании его на погрузочных работах.

В комплект погрузочного оборудования (рис. 4.21) входят: стре­ла 1, рукоять 4, ковш 3 и гидроцилиндры 2, 5, 7 подъема стрелы, по­ворота рукояти и ковша. Кинематическая схема погрузчика обеспе­чивает горизонтальное движение ковша от экскаватора при внедрении его в грунт или штабель материала и планировочных ра­ботах. После внедрения в разрабатываемый материал возможен по­ворот ковша для лучшего его заполнения гидроцилиндром 2, кото­рым поворачивают поднятый на заданную высоту ковш при разгрузке.

Рис. 4.21. Рабочее оборудование погрузчика

Грейфер применяют для рытья котлованов, траншей, колод­цев и при погрузочно-разгрузочных работах. Особенно эффективно использование такого оборудования при копании глубоких выемок, а также в стесненных условиях. На гидравлических экскаваторах ус­танавливают жестко подвешенные грейферы, у которых необходи­мое давление на грунт при врезании создается принудительно с по­мощью гидроцилиндров рабочего оборудования. Это позволяет эффективно разрабатывать плотные грунты независимо от массы грейфера. Грейфер шарнирно крепят к рукояти обратной лопаты вместо ковша таким образом, чтобы было возможно его продоль­ное и поперечное раскачивание.

Оборудование грейфера (рис. 4.22) состоит из составной. стрелы 1, рукояти 3 и гидроцилиндров 2, 7, используемых от обратной ло­паты, двухчелюстного грейферного ковша 6 с гидроцилиндрами 5 для замыкания и открывания челюстей и механизмом 4 поворота ковша в плане. Челюсти ковша в исходном положении раскрыты. Наполнение его происходит при смыкании челюстей гидроцилинд­рами 5. Необходимое напорное усилие создается опусканием стре­лы. Разгружают ковш размыканием челюстей. Для глубокого копа­ния колодцев до 30 м, траншей и котлованов в оборудовании грейфера используют удлиняющие промежуточные вставки.

Грейферное оборудование на напорной штанге (рис. 4.23) приме­няют для разработки узких и глубоких (до 20 м) траншей с верти­кальными стенками в грунтах I...IV категорий с каменистыми вклю­чениями размером до 200 мм при возведении подземных

3

даю

Рис. 4.23. Грейферное оборудование для возведения сооружений метолом «стена в грунте»: а — общий вид; б — кинематическая схема механизма перемещения штанги

сооружений способом «стена в грунте», а также для разработки выемок под сваи в промышленном, городском и сельском строи­тельстве.

Способом «стена в грунте» можно возводить без отрывки котло­вана подземную часть промышленных и гражданских зданий и со­оружений, стены насосных станций, тоннели метрополитенов неглу­бокого заложения, колодцы коллекторов, борта каналов и т. п.

Грейферное оборудование устанавливают на базовой части стре­лы экскаваторов 5-ой размерной группы и включает в себя напор­ную штангу 5, грейферный ковш 3, направляющий корпус 4 с меха: низмом перемещения штанги, рычажный механизм 2, гидроцилинд­ры подъема-опускания штанги и наклона штанги в поперечной плоскости. Направляющий корпус шарнирно соединен с кронштей­ном, относительно которого может быть повернут двумя гидроци­линдрами в вертикальной плоскости на угол 90° вдоль продольной оси экскаватора.

Дополнительным гидроцилиндром 7 штанга может быть накло­нена в поперечной плоскости на угол у в обе стороны от вертикали. Рабочим органом оборудования является гидравлический двухче­люстной грейфер (рис. 4.23, б) с приводом сменных челюстей полу­круглой формы от двух гидроцилиндров 10, расположенных внутри его корпуса. Режущие кромки челюстей снабжены сменными зубья­ми, а боковые стенки — резцами с износостойкой наплавкой. Грей­фер крепится юнапорной штанге, перемещаемой канатным механиз­мом, смонтированным на направляющем корпусе. Механизм пере­мещения (подъема-опускания) штанги состоит из двух унифициро­ванных лебедок, каждая из которых включает барабан 13 для пере­матывания напорно-возвратного каната 14, трехступенчатый ци­линдрический редуктор 12 (аналогичный редуктору механизма пере­движения экскаватора), тормоз и гидромотор 11. Напорное движе­ние на грейфер создается весом штанги с грейфером и лебедками. Рычажный механизм 2 (см. рис. 4.23, а) жестко крепится к базовой части стрелы и через упорную стойку 1 к пяте стрелы 8. В процессе работы упорная стойка воспринимает нагрузки от рабочего обору­дования. Перевод рабочего оборудования из рабочего положения в транспортное обеспечивается поворотом гидроцилиндрами 6 на­правляющего корпуса 4, со штангой назад на 90° при одновремен­ном опускании вперед гидроцилиндрами 9 базовой части стрелы с кронштейном и упорной стойкой 1. Вертикальное положение обору­дования контролируется прибором «Вертикаль-20 Б», датчики кото­рого установлены на направляющем корпусе, а указатели — в каби­не машиниста. Гидросистема грейферного оборудования питается от насосной установки базового экскаватора. Управление грейфер­ным оборудованием гидравлическое и осуществляется из кабины машиниста.

Гидравлические молоты навешиваются на экскаваторы 2...5-й размерных групп вместо ковша обратной лопаты и соединяются с рукоятью посредством быстросъемного крепления. Экскаватор, оборудованный гидромолотом с рабочим инструментом в виде клина, пики и трамбовки, можно применять при рыхлении мерзло­го грунта, дроблении негабаритов твердых и горных пород, взла­мывании мерзлого грунта и дорожных покрытий, кирпичных и бетонных фундаментов и других работах, а также для уплотнения грунта. При разработке грунта можно изменять угол наклона гид­ромолота к поверхности грунта. В комплект оборудования гидро­молота (рис. 4.24) входят: стрела 1, рукоять 4, гидромолот 5 и гидроцилиндры 2, 3, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и мо­лота.

Гидромолоты приводятся в действие от насосов гидросистемы базового экскаватора, что обеспечивает лучшее использование

установленной мощности и снижение эксплуатационных затрат. По принципу работы гидромолоты аналогичны паровоздушным. Гидромолоты создают значительные импульсы силы направлен­ного действия, и обеспечивают наименьшую энергоемкость про­цесса разработки мерзлых грунтов и разрушения твердых покрытий.

Различают гидромолоты простого и двойного дей­ствия. В гидромолотах двойного действия подъем ударной час­ти (холостой ход) осуществляется под давлением рабочей жидкости, а разгон ее вниз при рабочем ходе — под действием собственного веса и энергии рабочей жидкости или сжатого газа, накопленной во время холостого хода в гидравлическом или пневматическом аккумуляторе. Молоты с пневмоаккумулятором называют также гидропневматическими. В конструкцию молота с гидроаккумулятором (рис. 4.25) входят: рабочий ци­линдр 6 с распределительным золотником 10, гидроаккумулято­ром 13 и насосом 12, корпус с направляющей трубой 2, ударная часть 3 и сменный рабочий инструмент 1.

Цикл работы гидромолота состоит из разгона ударной части вверх, торможения ее перед верхней мертвой точкой, разгона вниз и удара по хвостовику инструмента. Ударная часть не имеет участ-

ков установившегося движения. При разгоне вверх рабочая жидкость от насоса 12 через золотник 10 поступает в штоковую полость 4 рабочего ци­линдра 6 ив гидроаккумулятор 13, где происходит ее накапливание. В конце разгона золотник соединяет поршневую полость 8 рабочего ци­линдра с напорной линией 9, в ре­зультате чего происходит торможение ударной части и рабочая жидкость вытесняется в гидроаккумулятор. По­сле остановки ударной части в верх­ней мертвой точке начинается ее разгон вниз под действием собствен­ного веса и давления рабочей жидко­сти, действующего на поршень 5. Когда ударная часть достигает скоро­сти, которую она имела бы при уста­новившемся движении, аккумулятор начинает разряжаться, отдавая накопленную жидкость в рабочий цилиндр 6. В конце хо­да вниз ударная часть наносит удар по хвостовику сменного рабо­чего инструмента 1. Перед нанесением удара через обратный клапан 7 жидкость из поршневой полости 9 поступает в сливную магистраль 11. Далее цикл повторяется.

Рис. 4.25. Гидромолот с гидроаккумулятором

Молоты с гидроаккумулятором просты в управлении и обслужи­вании, имеют довольно высокий КПД (0,55...0,65). Они издают при работе слабый шум, поэтому их можно использовать в густонасе­ленных местах.

Гидравлические молоты развивают энергию удара 1800... 9000 Дж, имеют частоту ударов 2,2...5 Гц, массу ударной части

100.. .600 кг, рабочее давление в гидросистеме 10... 16 МПа.

У гидропневматических молотов давление рабочей жидкости воздействует на боек при рабочем и холостом ходах. Одновремен­ное воздействие на боек давления жидкости и энергии газа аккуму­лятора при рабочем ходе позволяет повысить коэффициент исполь­зования мощности насосной установки, снизить пульсацию давления рабочей жидкости, улучшить технико-эксплуатационные показатели молотов.

Основными элементами гидропневматического молота (рис. 4.26) являются: ударный блок 6, пневмоаккумулятор 9, управ­ляющая камера 7, распределитель 1, сменный рабочий инстру­мент 17.

Принцип работы молота заключается в следующем. В исходном положении (рис. 4.26, а) рабочая жидкость под напорным давлением

Рис. 4.26. Гидропневматический молот

подается в полость а распределителя 1 и одновременно в камеру взвода 3, управляющую камеру 7 ударного блока 6 и через каналы о и в в полость 12 золотника 14. Напорное давление действует на сту­пень 13 золотника, перемещая его в крайнее нижнее положение, и на ступень 4 бойка 5, который начинает двигаться вверх (холостой ход), сжимая газ в аккумуляторе 9. При этом рабочая жидкость из камеры рабочего хода 8 вытесняется через камеру 10 золотника в слив.

В верхнем положении бойка (рис. 4.26, в) управляющая камера соединяет каналы виг между собой и одновременно полость 12 со сливом. Под действием давления рабочей жидкости на нижнюю сту­пень 2 золотника последний перемещается вверх, верхней своей ча­стью входит в проточку 11 корпуса распределителя, перекрывает сливную гидролинию и через центральное отверстие 16 соединяет напорную гидролинию с камерой взвода 3 и камерой рабочего хода 8. Боек начинает движение вниз (рабочий ход) под одновременным воздействием давления газа аккумулятора и рабочей жидкости (пло­щадь ступени 15 больше площади ступени 13); рабочая жидкость переливается из полости взвода в камеру рабочего хода. Разгоняясь, боек наносит удар по инструменту 17 управляющая полость соеди­няет каналы 6 иве напорной гидролинией, и золотник перебрасы­вается вниз. Далее цикл повторяется.

Гидромолоты могут быть использованы по двум технологиче­ским схемам: 1) экскаватор с молотом работает непрерывно, а выем­ка грунта осуществляется другим экскаватором; 2) экскаватор с мо­лотом выполняет заданную часть работы, а затем производится замена молота ковшом.

При работе с молотами стрела экскаватора устанавливается в плавающее положение, что обеспечивает полную виброизоляцию рабочего места машиниста. Молоты комплектуются широкой но­менклатурой легко сменяемых рыхлительных, дробящих, сваебой­ных, трамбующих инструментов и запускаются в работу автомати­чески при опирании с определенным усилием рабочего инструмента на разрушаемый (забиваемый) объект.

Гидропневматические молоты развивают энергию удара

500.. .9000 Дж, имеют частоту ударов 3,5... 12 Гц. Давление зарядки газового аккумулятора 0,6... 1,2 МПа, рабочее давление в гидросис­теме 10... 16 МПа.

Гидравлическую систему привода полноповоротных экскавато­ров выполняют обычно двухпоточной, в которой рабочая жидкость от двух или трех аксиально-поршневых переменной подачи насосов (секций насоса) подается в две напорные линии. Рассмотрим основ­ные элементы и принцип работы двухпоточной системы гидропри­вода на примере типовой гидравлический схемы гусеничных экска­ваторов четвертой размерной группы (рис. 4.27). Система включает двухсекционный аксиально-поршневой насос регулируемой произ­водительности с приводом от дизеля через раздаточную коробку, распределительную и контрольно-предохранительную аппаратуру, исполнительные гидродвигатели и бак для рабочей жидкости. По­следняя из гидробака 1 подается насосом к двум золотниковым рас­пределительным блокам (гидрораспределителям) / и II.

Блок / управляет потоком жидкости, идущим от секции 2 насо­са к гидромоторам 10 и 11 левой гусеничной тележки и вращения поворотной платформы, а также к гидроцилиндрам 12 и 13 откры вания днища ковша прямой лопаты и вращения ковша грейфера Блок II направляет поток жидкости от секции 4 насоса к гидроци­линдрам 14 стрелы, 15 — рукояти прямой лопаты и погрузочного оборудования, 16 — рукояти обратной лопаты, 17 — ковша по грузчика, 18 — ковша обратной и прямой лопаты и замыкания ковша грейфера, к гидромотору 19 привода правой гусеничной те­лежки. При включении одного из золотников 6 или 7 рабочая жидкость от секции 3 подается в гидромотор 10 левой гусеничноіі тележки или гидромотор 11 привода вращения поворотной плат-

15 16

Рис. 4,27. Типовая гидравлическая схема полноповоротного экскаватора четвертой размерной групп

формы. При включении золотников 7, 21 и 22 рабочая жидкость подается в гидроцилиндры рабочего оборудования. Одновремен­ным включением золотников 7 и 22 при погрузчике и обратной лопате на поворот рукояти подается поток рабочей жидкости от обеих секций насоса (при невключенных остальных золотниках). Одновременным включением золотников 7 и 21 при прямой лопа­те поток рабочей жидкости от обеих секций 2 и 4 насоса подается на поворот ковша.

Золотник 20 включает гидромотор 19 правой тележки механизма передвижения. Золотники 20...23 при невключенных золотниках

5.. . 7 подают на соответствующее движение поток рабочей жидкости от обеих секций насоса.

Объединение потоков обеспечивает возможность использования полной мощности насосов при выполнении основных рабочих опе­раций, благодаря чему получают максимальные скорости движения штоки гидроцилиндров подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Давление в системе привода рабочего оборудования составляет 25 МПа. Распределительные блоки позволяют независимо совме­щать подъем и опускание стрелы с вращением платформы и поворо­том рукояти и ковша.

При нейтральном положении всех золотников рабочая жидкость проходит через гидрораспределители, охладитель, фильтры и слива­ется в гидробак.

Шестеренный насос 3 подает рабочую жидкость в гидроцилинд­ры 8 управления тормозами передвижения и вращения 9 поворот­ной платформы через краны управления. Шестеренный насос 24 служит для заполнения гидробака рабочей жидкостью или для ее подогрева в зимнее время. Рациональное использование насосной установки и совмещение рабочих операций позволяют сократить продолжительность рабочего цикла экскаватора и повысить его производительность.

Управление экскаватором сосредоточено в кабине машиниста и осуществляется двумя рукоятками рабочего оборудования, двумя педалями для управления поворотом платформы и двумя рычагами управления ходом.

Н еполноповоротные гидравлические универсальные экскаваторы сшарнирн о-p ычажным рабочим оборудовани­ем относятся к машинам 2-й размерной группы и монтируются на базе серийных пневмоколесных тракторов класса 1, 4. Они пред­ставляют собой мобильные универсальные малогабаритные земле­ройные машины с экскаваторным, погрузочным и бульдозерным оборудованием для выполнения земляных (в грунтах I...III катего­рий) и погрузочных работ небольших объемов на рассредоточенных объектах. Наиболее эффективно такие экскаваторы применяются в стесненных условиях.

Рис. 4.28. Неполноповоротный гидравлический экскаватор второй размерной группы: а — общий вид; бив — схемы поворотных механизмов

Основным рабочим органом неполноповоротных экскаваторов служит унифицированный ковш 9 (рис. 4.28) прямой и обратной ло­пат вместимостью 0,25 м3, входящий вместе со стрелой 11, рукоятью 10, тягами 8 и гидроцилиндрами 5...7 подъема стрелы, поворота ру­кояти и ковша в комплект экскаваторного оборудования машины. Это оборудование монтируется на поворотной колонне 4, установ­ленной на усиленной раме 17 базового трактора 3. Поворот колон­ны с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси в плане на 180° обеспечивается: цепным поворотным механизмом, состоящим из двух попеременно работающих гидроцилиндров 16 (рис. 4.28, о), втулочно-роликовой цепи 15 и звездочки 14, жестко закрепленной на валу поворотной колонны или двумя гидроцилиндрами 18 (рис. 4.28, в), имеющими возможность поворачиваться относительно шарнира А, штоки которых шарнирно соединены с сектором Б по­воротной колонны.

Устойчивость экскаватора при работе обеспечивается двумя вы­носными опорами 13, управляемыми гидроцилиндрами 12 с гидро­замками. Спереди трактора навешен неповоротный бульдозерный отвал 1, управляемый гидроцилиндром 2.

Неполноповоротные экскаваторы оснащаются также погрузоч­ным ковшом 2 (рис. 4.29) вместимостью 0,5...0,63 м3 для легких зачи - стных работ, погрузки мусора, снега и других материалов низкой плотности; гидромолотом 3 и однозубым рыхлителем 6 для вскры­тия асфальтобетонных покрытий и рыхления прочных и мерзлых грунтов; крановой подвеской грузоподъемностью 1,5 т для погруз - ки-разгрузки штучных грузов, укладки труб и установки столбов, обратной лопатой со смещенной осью копания для рытья траншей вблизи зданий и сооружений; профильным ковшом 4 специальным ковшом для рытья узких траншей под кабели; удлиненной рукоятью обратной лопаты для копания глубоких (до 4,5 м) траншей; вилоч­ным захватом 5 для погрузки бревен, труб и других штучных мате­риалов; буровым оборудованием для бурения шпуров; двухчелюст­ным грейфером 7 вместимостью 0,3...0,4 м3 для рытья колодцев, очистки траншей и каналов, погрузки сыпучих материалов; захва­том для укладки бордюрных камней и т. п.

Смена рабочих органов производится машинистом непосредст­венно на строительном объекте (см. рис. 4.29).

Гидравлическая система неполноповоротных экскаваторов вы­полняется двухпоточной. Один из потоков (основной) служит для привода рабочего оборудования и обеспечивает изменения угла на­клона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы, по­ворот ковша относительно рукояти. Другой поток (вспомогатель­ный) является частью базовой машины и предназначен для подъема и опускания стрелы, бульдозерного отвала, поворота рабочего обо­рудования в плане, выдвижения и втягивания выносных опор. По­токи обслуживаются шестеренными или аксиально-поршневыми на­сосами с приводом от дизеля трактора через редукторы. Рабочее давление в системе составляет до 15 МПа.

Максимальная техническая производительность неполнопово­ротных экскаваторов при разработке грунта до 60 м3/ч, максималь­ная продолжительность цикла прямой и обратной лопат 15... 17 с.

Малогабаритные экскаваторы представляют собой небольшие по массе и размерам высокомобильные универсальные машины ма­лой мощности, оснащенные быстросъемными сменными рабочими органами многоцелевого назначения.

С помощью таких машин отрывают небольшие котлованы и траншеи для оснований фундаментов зданий и сооружений, канавы у дорог и скважины для ограждений, опор, линий электропередач и других объектов, траншеи для водопроводной, газораспределитель­ной, электрической и телефонной сети; осуществляют строительство бассейнов, очистных сооружений; ремонт и реконструкцию граж­данских и промышленных сооружений; разрушают железобетонные и другие изделия при строительстве и ремонте различных объектов; обустраивают парки, скверы, спортивные площадки; выполняют са-

Рис. 4.29. Схемы монтажа сменных рабочих органов неполноповоротного экскаватора:

1 — унифицированный ковш обратной и прямой лопат; 2 — погрузочный ковш; 3 — гидромолот; 4 — профильный ковш; 5 — вилочный захват; 6 — зуб-рыхлитель; 7 — грейфер

мые различные операции технологических процессов в коммуналь­ном хозяйстве.

Небольшие габаритные размеры, малое давление на опорную поверхность, высокая маневренность и проходимость позволяют ус­пешно использовать такие экскаваторы в подвалах и на этажах про­мышленных зданий, внутри вагонов и в других труднодоступных местах, в том числе на работах, связанных с поддержанием работо­способности готовых объектов, с их обслуживанием и ремонтом. Использование экскаваторов оправдано при выполнении работ не­больших объемов на рассредоточенных объектах, благодаря воз­можности их перебазирования в кузове грузовых автомобилей, а также установки на ограниченную в размерах площадку (на возвы­шенности и в котлованах), что недоступно для более крупных ма­шин.

Малогабаритные экскаваторы делят на две группы: мини-экска­ваторы массой 1200...6000 кг (вместимость ковша до 0,25 м3) и мик­роэкскаваторы массой до 1200 кг (вместимость ковша 0,01...0,04 м3).

Мин и-э кскаваторы — это самоходные полу - и полнопо­воротные машины с традиционным шарнирно-рычажным рабочим оборудованием и гидравлическим приводом, которые базируются на специальных и тракторных шасси с колесным и гусеничным хо­довым устройством. Они обеспечивают глубину копания 2,5...3,8 м, высоту выгрузки 2,8...5 м. Основное рабочее оборудование — об­ратная лопата, дополнительное — рыхлитель, гидромолот, гидро­бур, грейфер, крюковая подвеска, погрузочный ковш, захват для бордюрного камня, бульдозерный отвал и т. п.

Микроэкскаваторы выполняются на базе самоходных колесных шасси, мотоблоков, а также прицепными и без привода хода. Угол поворота рабочего оборудования в плане 130... 170°. Глу­бина копания и высота выгрузки 1,7—2 м.

Микроэкскаватор (рис 4.30) состоит из несущей рамы 12, пнев - моколесного ходового устройства, шарнирно-рычажного рабочего оборудования, гидропривода, сиденья машиниста 4 и силовой уста­новки 5. Рабочее оборудование крепится к раме с помощью двойно­го шарнира, при горизонтальном положении которого обеспечива­ются наклоны стрелы с рукоятью и ковшом, а при вертикальном — поворот рабочего оборудования в плане на угол ± 85° относительно продольной оси машины. Устойчивость экскаватора при работе обеспечивается гидроуправляемыми передними опорами 9 и задним упором 7.

Ходовое устройство включает два передних ведущих колеса 10 с индивидуальным приводом каждого от гидромоторов 11 и два ведо­мых задних 14. Гидропривод экскаватора включает гидробак б, шес­теренный насос 13, секционные гидрораспределители 3, гидроци­линдры рабочего оборудования и откидных опор, гидромоторы

ходовых колес. При одновременном вращении ведущих колес в раз­ных направлениях осуществляется поворот машины на месте, что обеспечивает высокую маневренность экскаватора в стесненных ус­ловиях. Рабочее оборудование включает стрелу 2, рукоять 8, ковш 1 и гидроцилиндры для их перемещения.

Управление рабочим оборудованием и откидными опорами осу­ществляется с рабочего места 4 машиниста с помощью гидрораспре­делителей 3. Кроме основного ковша обратной лопаты вместимо­стью 0,03 м3 (рис. 4.31, а) для разработки грунтов I...II категории машина оснащается ковшом с эластичным днищем и боковыми стенками (рис. 4.31, б), для разработки грунтов повышенной влаж­ности — ковшом с цепным днищем (рис. 4.31, в) с повышенным ко­эффициентом разгрузки, челюстным грейфером вместимостью 0,05 м3 с рыхлителем (рис. 4.31, г), гидромолотом с энергией удара

^ Строительные машины и основы автоматизации

w Ч V Рис. 4.31. Смеиные рабочие органы микроэкскаваторов

150 Дж (рис. 4.31, ()), ножницами для резки арматуры (рис. 4.31, е), клещевым захватом для укладки бордюрного камня (рис. 4.31, ж), крюковой подвеской (рис. 4.31, з) грузоподъемностью 100 кг.

Экскаватор перевозят в кузове грузового автомобиля.

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием (экска - ваторы-планировщики) представляют собой полно - и неполнопово­ротные машины 3-й размерной группы с телескопической стрелой на пневмоколесном и гусеничном ходовом устройстве, основным рабочим движением которых является выдвижение и втягивание те­лескопической стрелы при копании, планировании и транспортиро­вании грунта в ковше после экскавации. Эти машины разрабатыва­ют грунты I...IV категории и характеризуются малой габаритной высотой, что позволяет эффективно использовать их в стесненных условиях городской застройки, в труднодоступных местах и закры­тых помещениях, в частности для разработки грунта под мостами, на участках пересечения коммуникаций, для зачистки дна и верти­кальных стенок траншей и котлованов; подсыпки и разравнивания грунта под полы; фундаменты и подпольные каналы; засыпки пазух фундаментов, траншей и котлованов; подачи материалов через про­емы в стенах под низкое перекрытие и т. п.

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием широ­ко применяют на рассредоточенных объектах малого объема как универсальные землеройные машины. Наиболее эффективно они ис­пользуются при планировании наклонных поверхностей каналов, насыпей и выемок земляного полотна, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. Поэтому их обычно называют экскаватора­ми-планировщиками.

Рис. 4.32. Принципиальная схема экскаватора с телескопическим рабочим оборудованием

Основными частями экскаваторов-планировщиков (рис. 4.32) яв­ляются: ходовое устройство, поворотная платформа (с расположен­ными на ней силовой установ­кой, узлами гидропривода, ка­биной машиниста) и телескопи­ческое рабочее оборудование. Поворотная платформа опи­рается на раму ходового обо­рудования через роликовое опорно-поворотное устройство. Полноповоротные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходовых уст­ройствах, неполноповоротные (угол поворота стрелы в плане

180.. .270°) — на шасси автомо­бильного типа. Телескопиче­ское рабочее оборудование оте­

чественных экскаваторов имеет единую принципиальную схему и состоит из телескопической стрелы треугольного или квадратного сечения, сменного рабочего органа и механизмов выдвижения (втя­гивания) стрелы, подъема (опускания) стрелы, поворота ковша от­носительно собственной оси и продольной оси стрелы.

Телескопическая стрела включает две секции — наружную 2, шарнирно прикрепляемую к поворотной платформе, и выдвижную внутреннюю 4, несущую на переднем конце сменный рабочий орган 6. Гидравлический привод рабочего оборудования обеспечивает прямолинейное движение рабочего органа при изменении длины те­лескопической стрелы (ход стрелы до 3,2 м) с помощью длинноходо­вого гидроцилиндра 3, подъем (на угол до 25°) и опускание (на угол до 50°) стрелы, в вертикальной плоскости двумя параллельно уста­новленными гидроцилиндрами 1, поворот ковша относительно оси его подвески (на угол до 120°) гидроцилиндром 5 и вокруг продоль­ной оси стрелы гидроцилиндром 7. У некоторых моделей экскавато­ров угол поворота стрелы достигает ±180°, что позволяет исполь­зовать рабочие органы двустороннего действия, например ковш с однозубым рыхлителем или ковш с зубьями, расположенными с двух сторон.

Основными видами сменного рабочего оборудования экскавато­ров-планировщиков (рис. 4.33) являются экскавационные ковши 1 вместимостью 0,25, 0,4 и 0,65 м3, планировочные 2 и профилировоч­ные 3, ковщи для дренажных работ 4, планировочный отвал 5, рых­литель 6, клещи для камней 7, уплотняющий каток 8, приспособле­ние для бокового копания 9 и др. Широкая номенклатура сменных рабочих органов и конструктивные особенности телескопического

9

оборудования обеспечивают практически полную механизацию экс - кавационных, планировочных, зачистных, доводочных и погру­зочно-разгрузочных работ в стесненных условиях, большинство которых не может быть выполнено (частично или полностью) уни­версальными одноковшовыми экскаваторами с жесткой или канат­ной подвеской рабочего оборудования.

Выполнение основных видов земляных работ осуществляется следующими движениями стрелы и ковша:

• планирование и зачистка наклонных поверхностей, располо­женных ниже уровня стоянки машины — втягиванием телескопиче­ской стрелы с коррекцией толщины срезаемой стружки небольшим поворотом ковша;

• зачистка и планирование горизонтальных поверхностей на уровне и ниже уровня стоянки экскаватора — совмещением опуска­ния и втягивания стрелы с периодической коррекцией положения ковша;

• зачистка и доводка боковых (наклонных и вертикальных) по­верхностей земляных сооружений при расположении экскаватора вдоль оси сооружения (например, в траншеях) — втягиванием теле­скопической стрелы и поворотом рабочего органа относительно продольной оси стрелы на некоторый угол.

Гидропривод экскаваторов-планировщиков включает сдвоен­ный насос, два золотниковых гидрораспределителя, гидромоторы и гидроцилиндры. Гидросистема обеспечивает совмещение трех из пяти рабочих движений при планировочных работах — выдвиже­ние (втягивание) стрелы, ее подъем (опускание) и поворот плат­формы.

Отечественные экскаваторы-планировщики характеризуются (см. рис. 4.32) наибольшей глубиной копания (с удлинителями стре­лы) Як — до 5,9 м, радиусом копания RK — до 8,4 м, высотой вы­грузки Яв — до 4,4 м, усилием втягивания стрелы 56...90 кН, мини­мальной продолжительностью цикла основного ковша 21...23 с, максимальной технической производительностью до 70 м3/ч.

Техническая производительность одноковшового экскаватора (м3/ч):

Пт = nqKJK?, (4.27)

где п — число циклов за час работы, п - 3600/Гц; q — вместимость ков­ша, м3; Кк — коэффициент наполнения ковша (Кк - 1... 1,3); Кк = q'lq (q' — объем разрыхленного грунта в ковше перед разгрузкой); К? — коэффициент разрыхления грунта (Кр = 1,15... 1,4).

Продолжительность одного рабочего цикла Тп (с) при совмеще­нии отдельных операций

Тц — ?к + tne + ?в? ПЗ. (4.28)

где tK, tпи, tв, fm — соответственно продолжительность копания, пово­рота на выгрузку, выгрузки и поворота в забой, с.

Эксплуатационная производительность (м3/смен, м3/мес, м3/год)

Пэ — Пт? рАГв, (4.29)

где fp — длительность периода работы, ч; Кв — коэффициент исполь­зования машины по времени.

Мощность, расходуемая на копание грунта (кВт):

Рк = Луд<7/103ГкГ|дЛп< (4.30)

где Ауд — удельная энергоемкость копания, Дж/м3 (Ауа - 1,5-105

Дж/м3 — для грунтов II категории, Аул - 2-Ю5 Дж/м3 — для грунтов III

категории, АУд = 2,5-105 Дж/м3 — для грунтов IV категории); и — про­должительность копания, с [ориентировочно fK = (0,25...0,35) Гц]; г|д — коэффициент использования номинальной мощности двигателя при копании (г|д = 0,75...0,85); г|п — КПД привода и рабочего оборудова­ния (для экскаваторов с механическим приводом г|п - 0,6...0,65; с гид­равлическим приводом, г|п = 0,6...0.75).