14.10. Мини- и микроэкскаваторы

Мини-экскаваторы,оборудованные ковшами обратной лопаты вместимостью 0,03...0,2 м³, а также сменными рабочими органа­ми (гидромолотами, гидротрамбовками, рыхлителями, вилочны­ми захватами, грейфером и др.) используют на строительных и ремонтных работах в стесненных и труднодоступных местах, в том числе внутри зданий, а также на рассредоточенных объектах с небольшими объемами земляных работ. Благодаря небольшим га­баритным размерам и массе, их перевозят в кузове грузовых авто­мобилей. Эти экскаваторы бывают неполноповоротными и пол­ноповоротными.

Рис. 14.13. Неполноповоротный гидравли­ческий одноковшовый экскаватор на базе пневмоколесного трактора

Неполноповоротный мини-экскаваторсостоит из базовой мало­габаритной машины (колесного трактора или колесного коротко- базового погрузчика) и экскавационного рабочего оборудования. Рабочее оборудование смонтировано на поворотной колонке, ус­тановленной на опорной раме базовой машины и может повора­чиваться вкаждую сторону на угол до 90°. Для работы в труднодо­ступных местах поворотная колонка вместе с рабочим оборудова­

нием может смещаться в по­перечном направлении отно­сительно продольной оси ма­шины. В рабочем положении экскаватор устанавливают на две выносные опоры.

Полноповоротные мини-экс- каваторыпо своим кинемати­ческим, конструктивным и эр­гономическим качествам по­добны современным одноков­шовым полноповоротным гид­равлическим экскаваторам с рабочим оборудованием обрат­ная лопата, но отличаются от последних небольшой массой и малыми габаритными разме­рами как всех основных узлов (кроме кабины), так и всего экскаватора, наличием механизма сме­щения рабочего оборудования относительно платформы.

Благодаря смещению рабочего оборудования представляется возможным разрабатывать грунт в непосредственной близости от стен зданий и сооружений. В основном используют угловое сме­щение на 55" в каждую сторону (рис. 14.14).

Ходовое устройство может быть гусеничным с металлически­ми или резинометаллическими гусеничными лентами для работы в городских условиях без повреждения асфальтового или иного твердого дорожного покрытия, колесным и шагающим.

Ширина микроэкскаватораобычно не превышает 1м, вмести­мость ковша 0,02...0,03 м³при ширине 200...450 мм. Его рабочее оборудование — обратная лопата. В большинстве случаев — это неполноповоротные машины на базе универсальных мотоблоков, не имеющие собственного привода механизма передвижения и кабины машиниста. Их перевозят в кузове небольшого грузового автомобиля или на прицепе к легковому автомобилю.

14.11. Экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования (канатные экскаваторы). Рабочее оборудование прямого копания

Рис. 14.14. Угловое смещение рабочего оборудования мини-экскаватора отно­сительно поворотной платформы

Из канатных экскаваторов в настоящее время в строительстве эксплуатируются машины с рабочим оборудованием прямая лопа­та, драглайни грейфер.Все другие виды канатного рабочего обо­рудования практически полностью вытеснены более прогрессив­ными гидравлическими аналогами.

Рис. 14.15. Одноковшовый экскаватор с гибкой подвеской рабочего обору­дования прямая лопата

Рабочее оборудованиепрямого копания (прямая лопата),явля­ющееся основным для канатных экскаваторов, разрабатывает грунт выше уровня стоянки экскаватора движением ковша снизу вверх (рис. 14.15). Оно состоит из стрелы 3, шарнирно соединенной с поворотной платформой и удерживаемой стрелоподъемными ка­натами 2,рукояти 4,поступательно перемещаемой в седловом подшипнике 1, поворотном относительно стрелы, и ковша 6 на конце рукояти. Ковш вместе с рукоятью может изменять свой вы­лет относительно стрелы, подниматься и опускаться с помощью подъемных канатов 5.

Стрелы бывают однобалочными(рис. 14.16, а)при двухбалочной рукояти или двухбалочными(рис. 14.16, б)при однобалочной руко­яти. В последнем случае рукоять перемещается в окне стрелы.

Ковш поднимается подъемной лебедкой, а опускается за счет собственного веса при расторможенной подъемной лебедке. Из­менение его вылета (напорное и возвратное движение) обеспечи­вается напорной лебедкой. На рис. 14.16, апредставлена схема канатоведения подъемного механизма и цепного привода напор­ного механизма для экскаваторов с двухбалочной рукоятью. Эти механизмы кинематически не зависят друг от друга (независимый напор).На схеме лебедки представлены их концевыми звеньями: подъемная — барабаном 4,напорная — звездочкой 3,от которой

6

Рис. 14.16 Кинематические схемы приводов рабочего оборудования пря­мая лопата при независимом (а) и зависимом (б) напоре

через двухступенчатую цепную передачу 2напорное усилие пере­дается валу 5и двум шестерням 6,зацепляющимся с зубчатыми рейками, установленными на нижних полках балок рукояти 1. Напорное усилие может также зависеть от подъемного движения(зависимый напор).Для этого один конец подъемного каната за­крепляют на подъемном барабане 4,а второй — на напорном 7, благодаря чему снижается требуемый момент, передаваемый на­порному барабану независимой частью напорного механизма от цепной передачи 8.

Приводмеханизмов может бьпъ как одномоторным (групповым) (рис. 14.17, а)от ДВС, так и многомоторным(рис. 14.17, б)ди­зель-электрическим или с питанием от внешней электросети. По­следним оборудуют экскаваторы, длительное время работающие на одном месте, например в карьерах на добыче строительных Материалов (песка, гравия).

а

Групповой привод состоит из приводимой дизелем 21через Муфту сцепления 22главной трансмиссии и подключаемых к ней фрикционными муфтами трансмиссий механизма подъема ков­ша, напорного и стрелоподъемного механизмов, механизмов по­ворота платформы и передвижения. Главная трансмиссия включа­ет цепную передачу 23,зубчатые колеса 24, 21и 35.Барабан 39 лебедки подъема ковша подключают к главной трансмиссии лен­точной фрикционной муфтой 41.Удерживают ковш на любой вы­соте ленточным тормозом при отключенной муфте 41.Опуска­ют ковш гравитационно, растормаживая барабан 39.Напорный Механизм, состоящий из цепной передачи 38и напорного бара­бана 43,установленного соосно с шарниром пяты стрелы, вклю-

14 hl2-*~ ¹

1 i ПМЕ

1—1

т

kg)

EKSH

T

7ГГТ I •П ili 'И

П iliill

Рис. 14.17. Кинематические схемы одноковшовых гусе­ничных экскаваторов с рабо­чим оборудованием прямая лопата:

I

I

1

I

J

I

а — одномоторного; б—д — мно­гомоторного привода механиз­мов подъема ковша и стрелы (б), напора (в), поворота (г) и передвижения (д)

чают на выдвижение рукояти ленточной муфтой 36,а на возврат­ное движение — конусной фрикционной муфтой 28при включен­ной на звездочку кулачковой муфте 31.Возвратное напорное дви­жение передается напорному барабану через цепные передачи 30 и 38.Рукоять фиксируют в любом положении ленточным тормо-

зом 37при отключенных муфтах 36и 31.Стрелоподъемный бара­бан 32,оборудованный тормозом 33,включают на подъем стрелы муфтой 28при включенной на барабан кулачковой муфте 31.Опу­скают стрелу гравитационно после растормаживания барабана 32 при включенной главной передаче. Частота вращения барабана и, следовательно, скорость опускания стрелы ограничиваются при этом обгонной муфтой 42,с которой барабан 32связан цепной передачей 34.

Механизмы поворота и передвижения приводятся через ревер­сивный механизм и подключаются к нему конусными фрикцион­ными муфтами 25и 26:одной — на прямое, другой — на возврат­ное движение. Для работы поворотного механизма предваритель­но должна быть включена кулачковая муфта 19.Тогда движение будет передаваться по кинематической цепи 16—17или 15—14 (две скорости) и далее через зубчатую пару 14—13 кшестерне 12, находящейся в постоянном зацеплении с неподвижным зубчатым венцом 10,расположенным на ходовой раме, обегая вокруг кото­рого, шестерня с ее валом приводит во вращение поворотную платформу. Для остановки движения и стопорения платформы служит тормоз 18.Предварительно включенный кулачковой муф­той 20механизм передвижения гусеничного экскаватора приво­дится также от реверсивного механизма. От вертикального вала 11, расположенного центрально относительно зубчатого венца 10, движение передается горизонтальному валу 5 через коническую зубчатую передачу. При включении двух кулачковых муфт 3 и 6 движение передается ведущим звездочкам через цепные передачи соответственно 1, 2и 7, 8,а при включении только одной из указанных муфт — только одной ведущей звездочке (режим пово­рота при передвижении). Механизм передвижения оборудован тор­мозом 4и стопором 9,используемым для стопорения механизма в режиме экскавации.

При многомоторном приводе кинематические схемы существенно ^упрощаются. Так, на дизель-электрическом экскаваторе 7-й размер­ной группы только две пары механизмов — подъема ковша и стрелы (см. рис. 14.17, б), а также ходового устройства (рис. 14.17, д) — при­водятся от одного электродвигателя на каждую пару, остальные механизмы имеют индивидуальный привод. Все электродвигатели реверсируемые, благодаря чему отпадает необходимость в меха­ническом реверсе. Объединение механизмов подъема ковша и стре­лы в одну группу обосновано весьма редким использованием стре- лоподъемного механизма. Их барабаны посажены на один вал и включаются раздельно фрикционными муфтами.

Ходовой механизм (см. рис. 14.17, д) выполнен в виде двух четырехступенчатых редукторов, быстроходные валы которых с Помощью кулачковых муфт подключаются к электродвигателю совместно — при прямолинейном передвижении или раздельно — при разворотах. Каждая из гусениц ходового устройства может также приводиться в движение независимо от другой собственным дви­гателем, что повышает маневренность машины, поскольку при включении одного двигателя на прямое, а второго — на возврат­ное движение — экскаватор разворачивается относительно соб­ственной оси. Недостатком раздельного привода гусениц является повышенная суммарная установочная мощность электродвигателей, которую назначают исходя из условия обеспечения поворотного движения только одним двигателем, в то время как второй двига­тель в этом движении не участвует. В случае же привода обеих гусе­ниц одним электродвигателем при остановке одной гусеницы вся его энергия направляется на привод второй, движущейся гусеницы.

Весь привод напорного механизма (рис. 14.17, в)с зубчато- реечными парами монтируют на стреле, чем обеспечивается его компактность. Так же компактно, в зоне шестерни, обегающей зубчатый венец, установлен на поворотной платформе механизм ее поворота (рис. 14.17, г).

Рабочий цикл канатных прямых лопат аналогичен рассмотрен­ному ранее рабочему циклу гидравлических экскаваторов с тем же видом рабочего оборудования. Для начала копания на новой стоянке ковш устанавливают возможно ближе к базовой части. Далее подъемным полиспастом его перемещают по забою снизу вверх, регулируя толщину грунтового среза (стружки) напорным движением. После выхода ковша за верхний обрез забоя (номи­нально — выше оси напорного вала) включают механизм поворо-

бочим оборудованием прямая лопата

та платформы, не прекращая при этом подъемного движения, ко­торым вместе с напорным и поворотным движением ковш уста­навливают в положение разгрузки, после чего открывают его днище. Остальные положения относительно разгрузки и возврата ковша в забой остаются прежними. По мере выработки грунта с одной стоянки (позиции) экскаватора начальное положение ковша по­степенно удаляется от базовой части. После отработки элемента забоя в пределах досягаемости рабочего оборудования экскаватор перемещают на новую позицию в направлении забоя.

Рабочими размерами(рис. 14.18) канатных прямых лопат явля­ются: минимальныйR_minи максимальныйR'^радиусы установки ковша на уровне стоянки, максимальные радиус Л_тахи высота Дпах копания, максимальная высота разгрузки ковша #_pa3rpmaxHрадиус разгрузки на этой высоте /?_{разгртах}.