Траншейные экскаваторы
Траншейный Экскаватор
Траншейные экскаваторы применяют на строительстве линейных подземных коммуникаций открытым способом для рытья траншей прямоугольного и трапецеидального-профиля под газо-, нефте-, водо- и продуктопроводы, канализационные и теплофикационные системы, кабельные линии связи и электроснабжения, а также рытья траншей под протяженные ленточные фундаменты зданий и сооружений и оконтуривания котлованов и выемок. Они представляют собой самоходные землеройные машины непрерывного действия с многоковшовым или бесковшовым (скребковым) рабочим органом, которые при своем поступательном перемещении разрабатывает сзади себя за один проход траншею определенной глубины, ширины и профиля с одновременной транспортировкой грунта в сторону от траншеи.
Производительность траншейных экскаваторов, постоянно передвигающихся во время работы и отделяющих грунт от массива с помощью группы непрерывно движущихся по замкнутому контуру ковшей или скребков, в 2…2,5 раза выше, чем у одноковшовых машин, при более высоком качестве работ и меньших энергозатратах на 1 м3 разработанного грунта. Причем траншейные экскаваторы способны эффективно разрабатывать как немерзлые, так и мерзлые грунты. Главным параметром экскаваторов является номинальная глубина отрываемой траншеи.
Каждый траншейный экскаватор состоит из трех основных частей: базового пневмоколесного или гусеничного тягача, обеспечивающего поступательное движение (подачу) машины; рабочего оборудования, включающего рабочий орган для копания траншей и поперечное (к продольной оси движения машины) отвальное устройство для эвакуации разработанного грунта в отвал или транспортные средства; вспомогательного оборудования для подъема-опускания рабочего органа и отвального устройства.
Классификация и индексация. Траншейные экскаваторы классифицируют по следующие основным признакам: – по типу рабочего органа — цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР); – по способу соединения рабочего оборудования с базовым тягачом — с навесным и полуприцепным рабочим оборудованием; – по типу ходового устройства базового тягача — на гусеничные и пневмоколесные; – по типу привода — с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом.
Наибольшее распространение получили гусеничные траншейные экскаваторы с комбинированным приводом. В индексе траншейных экскаваторов (рис. 4.34) первые две буквы ЭТ означают: экскаватор траншейный, а третья — тип рабочего органа (Ц — цепной, Р — роторный). Первые две цифры индекса обозначают наибольшую глубину отрываемой траншеи (в дм), третья — порядковый номер модели. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т. д.) означает порядковую модернизацию машины, последующие — вид специального климатического исполнения (ХЛ — северное, Т — тропическое, ТВ — для работы во влажных тропиках). Например, индекс ЭТЦ-252А обозначает: экскаватор траншейный цепной, глубина копания 25 дм, вторая модель — 2, прошедшая первую модернизацию — А.
Рис. 4.34. Система индексации траншейных экскаваторов
Рабочим органом цепных экскаваторов является однорядная или двухрядная свободно провисающая бесконечная цепь, огибающая наклонную раму и несущая на себе ковши или скребки. Рабочим органом роторных экскаваторов является жесткий ротор (колесо) с ковшами или скребками, вращающийся на роликах рамы.
Ширина отрываемых рабочими органами ЭТЦ и ЭТР траншей прямоугольного профиля зависит от ширины ковша или скребка и расположения на них режущих элементов. На один и тот же базовый тягач могут быть навешены сменные рабочие органы с различной шириной и количеством ковшей (скребков) для рытья траншей с различными параметрами профиля. Для получения траншей трапецеидального профиля рабочие органы ЭТЦ и ЭТР оборудуют активными и пассивными откосообразователями.
Во время работы цепь или ротор движутся в плоскости передвижения тягача. Отделение грунта от массива и заполнение им рабочего органа осуществляются в результате сообщения цепи или ротору двух совмещенных движений копания: основного — поступательного относительно рамы (для цепи) или вращательного вокруг своей оси (для ротора) и подачи — поступательного в направлении движения машины. Основное движение способствует отделению слоя грунта и направлено по касательной к траектории копания. Движение подачи регулирует толщину отделяемого слоя грунта и направлено перпендикулярно (нормально) касательному. Соотношение скоростей этих движений определяет траекторию движения режущих элементов рабочего органа в продольно-вертикальной плоскости, которая представляет собой наклонную прямую у цепных экскаваторов и трохоиду у роторных.
Для получения рабочих скоростей передвижения экскаваторов при копании траншей трансмиссии ходовых устройств базовых тягачей ЭТЦ и ЭТР оборудуют гидромеханическими ходоуменьшите-лями.
Копание траншей экскаваторами производится следующим образом: рабочий орган переводят из транспортного положения в рабочее, включают привод цепи или ротора и постепенно с помощью подъемного механизма рабочий орган заглубляют в грунт до заданной отметки, после чего через ходоуменьшитель включают привод рабочего хода тягача экскаватора. Наиболее производительные скоростные режимы рабочего органа и тягача выбирают в зависимости от конкретных грунтовых условий, а правильность их выбора определяется по характеру работы основного двигателя. Приводы рабочих органов ЭТЦ и ЭТР имеют фрикционную дисковую муфту предельного момента, предохраняющую узлы привода и рабочий орган от поломок и перегрузок при встрече скребков или ковшей с крупными каменистыми включениями и другими непреодолимыми препятствиями.
Рассмотрим типовые конструкции современных ЭТЦ и ЭТР.
Скребковые одноцепные экскаваторы предназначены для рытья траншеи прямоугольного профиля глубиной до 1,6 м и шириной 0,2…0,4 м в однородных без каменистых включений грунтах I—III категорий под укладку кабелей и трубопроводов малых диаметров и представляют собой (рис. 4.35) унифицированное навесное оборудование на серийные пневмоколесные тракторы класса 14 кН с одним или обоими ведущими мостами. Наиболее эффективно они используются при выполнении рассредоточенных земляных работ небольших объемов на предварительно спланированных площадках. Одноцепные экскаваторы оснащают также поворотными и нс-поворотными гидроуправляемыми бульдозерными отвалами для несложных планировочных работ и засыпки траншей после укладки в них коммуникаций и сменным буровым оборудованием для нарезки щелей глубиной до 1,3 м в мерзлых грунтах.
В комплект навесного экскаваторного оборудования входят: цепной рабочий орган с зачистным башмаком и отвальным винтовым конвейером, механизм подъема-опускания рабочего органа и гидромеханический ходоуменьшитель. Однорядная втулочно-роли-ковая цепь рабочего органа установлена на ведущей и ведомой звездочках и несет на себе сменные резцы для послойного срезания грунта и сменные скребки для подъема грунта из траншеи. Резцы и скребки располагаются на цепи по определенной схеме, способствующей равномерному распределению нагрузки на цепь при копании и повышению долговечности цепи. Производя смену резцов и скребков, получают траншеи различной ширины (0,2; 0,27 и 0,4 м). Цепь обегает наклонную раму 4, шарнирно прикрепляемую сзади к базовому трактору, и опирается на ролики. Ведущая звездочка цепи, закрепленная на приводном валу, получает вращение от вала отбора мощности базового трактора, через трехступенчатый редуктор с переменным передаточным числом, обеспечивающим четыре рабочие скорости (от 0,8 до 2,1 м/с) и реверсивный ход цепи. В редукторе привода цепи установлена предохранительная фрикционная муфта предельного момента. Натяжение цепи регулируется перемещением натяжной звездочки относительно рамы винтовым натяжным устройством. Скребки выносят из траншеи грунт в направлении ведущей звездочки, образуя первоначальный отвал в виде пирамиды (рис. 4.35, в).
Эвакуацию грунта в боковые отвалы производят два шнека винтового конвейера, установленного на раме рабочего органа. Шнеки имеют общий вал и приводятся во вращение скребковой цепью. Положение конвейера относительно рамы меняется в зависимости от глубины копания. К дополнительной раме рабочего органа за скребковой цепью крепится сменный консольный зачистной башмак для зачистки и сглаживания дна траншеи.
Заглубление рабочего органа в грунт с принудительным напором по всему диапазону глубины копания, а также его подъем при переводе в транспортное положение осуществляются гидравлическим подъемным механизмом, гидроцилиндр которого связан с рабочим органом рычажной системой. Для получения пониженных рабочих скоростей движения машины при копании траншеи и их бесступенчатого регулирования в широком диапазоне от 20 до 800 м/ч в трансмиссию базового трактора включен гидромеханический ходоуменьшитель в виде многоступенчатого цилиндрического редуктора с приводом от аксильно-поршневого гидромотора. При транспортных переездах машины ходоуменьшитель отключается. Гидромотор ходоуменьшителя, гидроцилиндры механизма подъема рабочего органа и управления отвалом бульдозера обслуживаются гидронасосами с приводом от дизеля через редуктор, а управление ими ведется из кабины машиниста с помощью двух золотниковых распределителей.