ВВЕДЕНИЕ

Направления развития техники зависят как от области её применения, так и от общих тенденций научно-технического прогресса в машиностроении. К наиболее характерным направлениям развития строительного и дорожного машиностроения относятся:

• повышение в экономически оправданных пределах единичной мощности машин и оборудования;

• гидрофикация машин путём замены механических приводов гидромеханическими и гидрообъёмными приводами;

• снижение материало- и энергоёмкости машин, повышение их ресурса и надёжности на основе совершенствования методов расчёта, конструирования и применения новых материалов с лучшими физико-механическими свойствами и характеристиками;

• конструирование машин и оборудования из унифицированных блоков-модулей, что позволяет ускорить процесс создания машины и сократить время её простоев в ремонтах;

• широкая унификация и стандартизация техники с целью увеличения темпов её производства, а также улучшения качества изготовления узлов и деталей машин;

• создания мобильных машин на короткобазных шасси, позволяющих улучшить их маневренность, что имеет большое значение при выполнении строительно-монтажных работ в стеснённых условиях.

Развитие гидравлических землеройных машин идёт по пути создания гидросистем высокого давления с регулируемыми поршневым насосами при рабочем давлении 30…45 МПа.

Землеройными машинами одного из наиболее распространённых типов являются экскаваторы – одноковшовые, многоковшовые и роторные. Современные одноковшовые экскаваторы лёгкого и среднего классов имеют гидравлический привод хода и рабочего оборудования, поэтому совершенствование их конструкций во многом связано с совершенствованием конструкций гидроприводов и улучшением качества гидроаппаратуры. Традиционно применявшиеся на экскаваторах гусеничные хода в настоящее время заменяют гусеничными ходами тракторного типа, имеющими значительно меньшую массу и большую надёжность.

В качестве базы для полноповоротных одноковшовых экскаваторов используют, в основном, собственные шасси, так как экскаваторы, созданные на базе промышленных тракторов, имеют существенно большую массу и на 30…50% большую стоимость.

В последнее время значительно расширяются области применения экскаваторов. При этом, кроме основного рабочего оборудования – обратной и прямой лопат, их снабжают драглайном, валочно-пакетирующим устройством для срезания, повала и пакетирования деревьев, грейферными захватами для перегрузки сыпучих, кусковых и длинномерных грузов, буровым и другим оборудованием.

1.Назначение, область применения и классификация экскаваторов.

Одноковшовые строительные экскаваторы являются наиболее распространенным видом землеройных машин. Они служат для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Разрабатывают они грунты I...IV групп и разрыхленные мерзлые или скальные грунты, Кроме того, экскаваторы применяют на сваебойных, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работах, используя различные виды сменного рабочего оборудования.

Одноковшовые экскаваторы классифицируются следующим образом: по назначению одноковшовые экскаваторы подразделяют на универсальные и специальные; по числу установленных двигателей экскаваторы бывают одно- и многомоторными; по типу передач различают механические, электрические, гидравлические, смешанные; по типу привода различают экскаваторы с механическим, гидромеханическим, гидравлическим, электрическим и смешанным приводами; по возможности вращения поворотной части (платформы) экскаваторы бывают полноповоротными, и неполноповоротными, когда угол вращения ограничен; по типу ходового устройства экскаваторы подразделяются на гусеничные, пневмоколесные, на специальном шасси, на базе самоходной машины; по типу подвески рабочего оборудования различают экскаваторы с гибкими элементами(преимущественно канатами) для удержания и приведения в действие рабочего оборудования (гибкая подвеска) и с жесткими элементами —преимущественно гидравлическими цилиндрами жесткая подвеска); по видам рабочего оборудования бывают прямая лопата,

обратная лопата, кранового оборудования, грейфер, драглайном и др.

2.Анализ научно-технической литературы и патентный обзор

В последние годы наметилась тенденция снижение материало- и энергоёмкости машин, повышение их ресурса и надёжности. Патентный поиск показал, что для достижения этих целей ключевым направлением является уменьшение усилий копания грунта при одновременном повышении долговечности основных элементов рабочего оборудования. Для решения этой проблемы было выбрано ряд научных разработок (патентов): 1.ковш землеройной машины, содержа­щий днище с режущей кромкой, на ко­торой через один размещены основные и укороченные дополнительные зубья, выполненные в виде клиньев с верхней и нижней плоскими гранями, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности режущей кромки за счет снижения силы резания, каждый основной зуб снабжен размещенным на верхней плоской грани вы­ступом в виде трехгранной пирамиды, основание которой направлено в сто­рону, противоположную режущей кромке зуба, причем вертикальные плоскости симметрии пирамиды и зуба совпадают, а режущие кромки зубьев параллельны режущей кромке днища.

2. Ковш землеройной машины по авт. св. № 1507929, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости копания грунта и повышения долговечности ковша, зубья на козырьке закреплены шарнирно, хвостовики зубьев подпружинены в плоскости козырь­ка ковша со стороны его оси симметрии, а боковые грани зубьев со стороны оси сим­метрии ковша выполнены заостренными.

3. Ковш землеройной машины по авт. св. №616369, включаю­щий днище, боковые стенки и козырек с ре­жущей кромкой, на которой расположены зубья с продольными гребнями на передней грани, образованными одной боковой гранью каждого зуба и пересекающей ее под острым углом поверхностью. При этом ширина и вы­сота каждого гребня увеличиваются по на­правлению к хвостовику зуба, а расположен­ные с каждой стороны относительно про­дольной оси ковша зубья ориентированы сопряженной с гребнем боковой гранью в сторону соответствующей боковой стенки, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости копания грунта и повышения степени заполнения ковша, поперечное се­чение каждого гребня имеет форму треуголь­ника, угол заострения гребня постоянен по всей его длине, а не занятая гребнем поверх­ность передней грани каждого зуба выпол­нена плоской, при этом расстояние между смежными боковыми гранями соседних зубь­ев не превышает размеров обломков грунта преобладающей фракции.

Нами был выбран следующий патент: Ковш землеройной машины по авт.

20 св. № 1361264, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усилий копания грунта при одновремен­ном повышении долговечности промежуточных зубьев и боковых стенок ковша, основные зубья выполнены с заост­ренными боковыми гранями и шарнирно закреплены по режущей кромке днища ковша с возможностью поворота в плоскости последнего, при этом хвостовики основных зубьев подпружинены с обеих сторон относительно днища ковша.