Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Одноковшовые экскаваторы – наиболее распространенный класс. Их рабочий цикл состоит из следующих действий: копание грунта, заполнение им ковша, места его разгрузки, разгрузка грунта из ковша в транспортное средство или в отвал, возвращение ковша на место работы. Продолжительность цикла зависит от условий работы и от типа экскаватора и может составлять до 80 с. Производительность одноковшового экскаватора с ковшом емкостью 1 м3 достигает 180 м3/ч. Одноковшовые экскаваторы применяются для выработки самых различных грунтов: крепких, мягких, неоднородных, с твердыми включениями. Скальные породы предварительно разрыхляют. Одноковшовые экскаваторы различаются по роду ходового оборудования, по типу привода, по роду силовой установки, по виду управления, по виду рабочего оборудования, по назначению. Ходовое оборудование: колесное, гусеничное, плавучее, шагающее, рельсовое, колесно-гусеничное. Тип привода: один двигатель и смешанный или индивидуальный привод всех механизмов. Род силовой установки: двигатель внутреннего сгорания, дизельный, карбюраторный, электрический, гидравлический, пневматический, комбинированный. Вид управления: ручное, гидравлическое, пневматическое, электрическое смешанное. Вид рабочего оборудования: прямая лопата – жесткая шарнирная связь ковша со стрелой, обратная лопата – также жесткая шарнирная связь ковша со стрелой, фарлайн, грейфер – гибкая связь ковша со стрелой. Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, используются для разработки полезных ископаемых, рытья котлованов в крепких, каменистых, скальных породах и грунтах. Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, применяются для копания траншей, прокладки трубопроводов, устройства фундаментов, рытья котлованов глубиной 8 м.

Экскаватор-драглайн. Ковш подвешен к стреле с помощью подъемного и тягового каната. Такие экскаваторы используются для разработки скальных, предварительно разрыхленных пород, выемку грунта ковш-драглайн осуществляет ниже уровня установки самого экскаватора. Экскаватор-грейфер используется для рытья котлованов, работы под водой, погрузочных работ. Экскаватор-струг используется в дорожном строительстве для планировки покрытия. Универсальный экскаватор имеет различное сменное оборудование, используется в различных земляных, строительных, монтажных, подъемно-транспортных, погрузочных, разгрузочных, свайных, буровых работах. Сменное оборудование – это, например, лопата, кран, драглайн. По назначению одноковшовые экскаваторы делятся на строительные, карьерные, вскрышные, тоннельные, шахтные, плавучие. Строительные экскаваторы различаются по емкости ковша, грузоподъемности крана, массе. Малой мощности – емкость ковша до 1,8 м3, грузоподъемность крана до 45 т, масса до 65 т. Средние – емкость ковша до 3 м3, грузоподъемность крана до 80 т, масса до 100 т. Большой мощности – емкость ковша до 6 м3, грузоподъемность крана до 150 т, масса 210 т. Строительные экскаваторы бывают на гусеничном или на пневмоколесном ходу, используются для выработки как мягких, так и крепких грунтов. Карьерные экскаваторы имеют мощное рабочее оборудование – лопату или драглайн, высокие рабочие усилия, скорость работы и большую производительность. Некоторые карьерные экскаваторы имеют емкость ковша до 20 м3 и массу до 900 т. Они используются в карьерах в крепких грунтах для выработки породы и погрузки в большегрузные автосамосвалы.

Ходовое оборудование карьерных экскаваторов – гусеничное, силовое – электрический двигатель. Вскрышные экскаваторы используют для перемещения вскрышных пород в отвал или погрузки в транспортное средство. Емкость ковша до 150 м3, масса 700—12 700 т, ходовое оборудование – 4 гусеницы, силовое – электрическое. Также используются и шагающие драглайны с емкостью ковша более 160 м3, массой до 14 000 т. Тоннельные, шахтные экскаваторы применяются в подземных условиях, при проходке тоннелей, строительстве подземных сооружений, выработке полезных ископаемых. Емкость ковша 1 м3, масса до 30 т.

Многоковшовые экскаваторы имеют рабочее оборудование – ковш, шарнирную ковшовую раму, стрелу, платформу, на которой оно установлено, ходовое оборудование – гусеничное, пневмоколесное, рельсовое, шагающее. Работа многоковшового экскаватора состоит в копании, захвате, транспортировке, разгрузке грунта на конвейер или в транспортное средство. Многоковшовые экскаваторы по виду рабочего оборудования бывают цепные и роторные. В устройстве цепного экскаватора – ковши (до 40 шт.) укреплены на цепи, движущейся по каткам рамы.

В роторных экскаваторах – колесо-ротор с ковшами (до 24 шт.). Скорость работы роторных больше, чем цепных, так как ротор грунт не транспортирует, но высыпает на конвейер роторной стрелы.

Цепные экскаваторы используются для отделки откосов, роторные – для выработки и складирования грунта.

По направлению движения ковшей многоковшовые экскаваторы бывают поперечного или продольного копания.

В наши дни экскаваторостроение – это целая отрасль машиностроения. Развитие ее направлено на увеличение производительности, мощности, использование новых конструкций, создание автоматических систем управления всеми машинами комплекса, строительство экскаваторов различной массы и повышение эффективности.

Бетоноукладчик – машина, осуществляющая прием и распределение бетонной смеси на заданном рабочем участке при выполнении строительных работ. Бетоноукладчики различаются по назначению: для строительства бетонных покрытий дорог, площадок, фундаментов, полов и для изготовления железобетонных изделий. В строительстве дорог применяются бетоноукладчики на рельсовом ходу. На строительных площадках – самоходные бетоноукладчики на гусеничном ходу, они оборудованы устройством, принимающим бетонную смесь из бетоновоза или автобетоносмесителя. Подачу и распределение бетонной смеси осуществляет поворотный ленточный транспортер. Специальные устройства разравнивают бетонную смесь, уплотняют и заглаживают.

Раздел 5. Механические устройства

Автостроп

Автостроп – грузозахватный механизм какой-либо грузоподъемной машины с автоматическим захватом и освобождением груза. Автостроп обычно подвешивается на грузовом тросе или канате машины (в некоторых случаях используются цепи). При погрузо-разгрузочных работах используются разные типы автостропа, в зависимости от вида груза. В обычном автостропе крюки захватывают груз только при определенном положении кулачка. При определенном положении траверса может быть поднята вверх со всеми соединенными с ней звеньями. При этом упор будет контактировать с кулачком и удерживать раму от перемещения траверсы. Если в этом же положении ослаб канат (или трос, цепь), то упор при опускании траверсы повернет кулачок. При последующем подъеме траверсы кулачок повернется налево, а рама может свободно перемещаться относительно траверсы. Крюки при этом под действием тяг повернутся и захватят груз. Груз поднимают и перемещают в заданное место. При опускании груза, когда он будет установлен на заданную поверхность и ослабнет канат, траверса опустится. Крюки под действием тяг разойдутся и освободят груз, упор повернет кулачок в противоположную сторону. После этого можно поднимать автостроп, при этом звенья примут положение, при котором крюки разомкнуты, а кулачок контактирует с упором. При выполнении погрузо-разгрузочных работ цикл повторяется.

В другом варианте автостропа, подвешенного на тросе (или канате, или цепи), имеются:

  1) вилка, соединенная с тросом с возможностью свободного вращения;

  2) траверса, перемещающаяся относительно вилки;

  3) тяги, соединенные с траверсой;

  4) крюки, связанные шарнирно с тягами;

  5) рама, соединенная шарнирно с крюками;

  6) кулачок с фигурным пазом, установленный на раме.

При осуществлении погрузо-разгрузочных работ в данном варианте автостропа траверса перемещается относительно вилки и через тяги управляет крюками, захватывающими груз. При подъеме груза вилка захватывает кулачок и перемещается вместе с рамой в направлении силы F (т. е. вверх), при этом крюки захватывают груз, и все звенья автостропа остаются относительно неподвижными, пока не ослабнет канат (или трос, или цепь). При отсутствии силы F подъема груза вилка опускается и перемещается по пазу кулачка в положение, из которого подъем вилки приводит к ее разъединению с рамой, при этом рама некоторое время остается на поверхности груза, а крюки поворачиваются и освобождают груз. Автостроп после этого поднимается в разомкнутом состоянии, готовом для повторения цикла.

Автостроп имеет также третий вариант исполнения, в котором крюки связаны с рамой шарнирно, а с траверсой посредством тяг, а также двух звеньев, образующих поступательную пару. Рама автостропа в третьем варианте имеет два фиксированных положения относительно траверсы, задаваемых специальным электромагнитным стопором, который сблокирован с датчиком натяжения каната (или троса, или цепи) и приводом подъема. Перед захватом груза канат опускают, при этом выключается стопор, траверса опускается относительно рамы и поворачивает крюки. Далее срабатывает электромагнитный стопор и удерживает траверсу в новом положении. При последующем подъеме траверсы крюки поворачиваются и захватывают груз, при этом срабатывает стопор, положение груза фиксируется и осуществляется его подъем. Далее цикл повторяется: груз устанавливают на положенное место складирования на складе готовой продукции или на платформе железнодорожной (или в полувагоне ж/д), натяжение каната ослабевает, стопор выключается, траверса опускается относительно рамы и поворачивает крюки. Далее цикл при необходимости повторяется. В четвертом варианте автостропа траверсу подвешивают на поворотном валу промежуточного звена, на котором помещен электродвигатель с редуктором. В последнем варианте автостроп вращается при включении электродвигателя и редуктора. Автостропы всех перечисленных вариантов широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, в частности на складах готовой продукции, где осуществляются погрузо-разгрузочные работы, в том числе погрузка крупногабаритных грузов на грузовые автомобили, железнодорожные платформы (или полувагоны).