2) Одноковшові екскаватори з гідравлічним приводом
Одноковшові екскаватори з гідравлічним приводом.Ці екскаватори є багатомоторними машинами з жорсткою підвіскою робочого обладнання, у яких для передачі потужності від двигуна до робочих механізмів використовується гідравлічний об'ємний привід. Параметри гідравлічних екскаваторів регламентовані ГОСТ 30067-93 "Екскаватори одноковшові універсальні повноповоротні". Порівняно з механічними гідравлічними екскаваторами мають ширшу номенклатуру змінних робочих органів, кількість яких постійно зростає, більша кількість основних та допоміжних рухів робочого обладнання, що значно розширює їх технологічні можливості та забезпечує високий рівень механізації земляних робіт, особливо в обмежених умовах.
Гідравлічний привід дозволяє: значно спростити кінематику трансмісії та робочого обладнання; розширити номенклатуру змінного робочого устаткування; зменшити габарити машини; раціонально поєднувати робочі операції; максимально використовувати потужність силової установки; підвищити мобільність та універсальність машин та покращити якість виконуваних робіт, повідомляти змінним робочим органам руху, що дозволяють виконувати земляні роботи у важкодоступних місцях; забезпечувати плавність руху та точну орієнтацію робочого органу; реалізувати великі (в 1,5.2 рази) зусилля копання; підвищити продуктивність машин загалом на 30. 35 %; покращити умови праці машиніста.
Розрізняють гідравлічні екскаватори з шарнірно-важільным (рис. 7,а, б) ітелескопічним (рис. 7,в)робочим обладнанням, для утримання та приведення в дію якого використовують жорсткі зв'язки - Гідравлічні циліндри. Основними робочими рухами шарнірно-важільного обладнання є зміна кутанахилу стріли, поворот рукояті з ковшем щодо стріли та поворот ковша щодо рукояті, телескопічного - висування-втягування телескопічної стріли.
Гідравлічні повноповоротні екскаватори з шарнірно-важільним робочим обладнанням створені на базі єдиних конструктивних схем, широкої уніфікації агрегатів та вузлів та серійно випускаються 3-5 розмірних груп. Привід змінного робочого обладнання таких екскаваторів здійснюється від гідроциліндрів подвійної дії, а поворот платформи та пересування машини – від індивідуальних гідромоторів.
Як змінні робочі органи гідравлічних екскаваторів (рис. 8) при виконанні звичайних земляних робіт використовують ковші зворотних1—3і прямих4лопат різної місткості, ковші для дренажних робіт5і копання вузьких траншей6,ковші з зубами і з суцільною ріжучою кромкою для планувальних 7 і зачисних8робіт, двощелепні грейфери для копання траншей і котлованів9та навантаження крупнокускових матеріалів та каміння10,вантажні ковші великої місткості для вантажних робіт11—13,бульдозерні відвали14для засипання ям, траншей та невеликих котлованів, захвати для навантаження труб і колод15,кранову підвіску /бдля різних вантажопідйомних та монтажних робіт, багатозубі77іоднозубі18розпушувачі для розпушування мерзлих і щільних фунтів та зламування асфальтових покриттів, пневматичні, гідравлічні19та гідропневматичні20молоти багатоцільового призначення зі змінними робочими інструментами для руйнування скельних та мерзлих ґрунтів, залізобетонних конструкцій, цегляної кладки та фундаментів, дорожніх покриттів, дроблення негабаритів , трамбування ґрунтів, занурення паль та шпунта. З бурами длябуріння шпурів та свердловин тощо.
Малюнок 7. - Одноковшові гідравлічні повноповоротні екскаватори з жорсткою підвіскою робочого обладнання:
/ - Опорно-поворотний пристрій;2- пневмоколісний ходовий пристрій;3- виносна опора;4- поворотна платформа; 5 - силова установка;6, 8, 9-гідроциліндри стріли; 7-стріла;10 -рукоять; // - Ковшобратної лопати;12 -бульдозерний відвал;13 -кабіна машиніста;14 -гусеничний ходовий пристрій; /5-ківш прямий лопати;16 -телескопічна стріла
До основних видів змінного робочого обладнання відносяться пряма та зворотна лопати, грейфер, навантажувач. Для розробки мерзлих фунтів широко використовується розпушувальне обладнання та гідромолоти.
Зворотна лопата є найпоширенішим видом робочого обладнання гідравлічних екскаваторів і призначена для копання виїмок, розташованих нижче за рівень стоянки екскаватора.
Б комплект обладнаннязворотна лопата(рис. 9,а)входять: стріла моноблочна Г-подібної форми або складова1,б довжини, що змінюється, рукоять 5, поворотний ківш4та гідроциліндри2, 3, 8підйому стріли, повороту рукояті та ковша. Копання фунта роблять поворотом ковша щодо рукояті та поворотом рукояті щодо стріли. Копання можна здійснювати лише
Малюнок 8. Змінні робочі органи гідравлічних екскаваторів
Малюнок 9 . Екскаватор із робочим обладнанням зворотна лопата
поворотом ковша щодо нерухомої рукояті, що дозволяє вести роботи у стиснених умовах, а також у безпосередній близькості від підземних комунікацій.
Поворотом ковша роблять не лише копання, а йвивантаження ґрунту, а також зачистку основи вибою. Товщину стружки, що зрізується при копанні, регулюють шляхом підйому або опускання стріли. Складова стріла дає можливість змінювати глибинуНкі радіусRKкопання (а також висоту вивантаженняНв), що в поєднанні зі змінними профільними ковшами різної місткості дозволяє розширити область застосування екскаватора і використовувати його з максимальною продуктивністю в різних ґрунтових умовах.
Основна1і подовжує6частини складової стріли з'єднані шарніром і тягою7, установкою якої різні положення на подовжує частини досягається зміна довжини стріли. На основну частину стріли встановлюють обладнання прямої лопати, грейфера та навантажувача. При роботі поблизу фундаментів будівель та інших споруд, а також при копанні траншей, вісь яких не збігається з поздовжньою віссю екскаватора, в обладнанні зворотна лопата застосовують спеціальну проміжну вставку (рис. 9,б),що дозволяє встановлювати ручку5з гідроциліндром під кутом у плані до поздовжньої осі стріли1.Вставка забезпечує зміщення осі копання до 1,5 м щодо поздовжньої осі машини. Обладнання зі зміщеною віссю копання є одним із переваг гідравлічних екскаваторів.
Пряма лопатаз поворотним ковшем широко застосовується на екскаваторах 4-6-ї розмірних груп і призначена для розробки ґрунту як вище (переважно), так і нижче за рівень стоянки машини, а також для вантажних робіт.
Малюнок 10. Екскаватор із робочим обладнанням пряма лопата
Обладнання прямої лопати (рис. 10) включає стрілу /, рукоять2,ківшЗі гідроциліндри4, 5, 6підйому стріли, повороту рукояті та ковша. Копанняґрунту здійснюється поворотом рукояті та ковша, що рухається від машини у бік забою. Товщину стружки регулюють підйомом чи опусканням стріли. При розвантаженні ківш повертають гідроциліндром4.Прямою лопатою з поворотним ківшем можна проводити планування та зачистку основи вибою.
У комплект вантажного обладнання (рис. 11) входять: стріла1,рукоять3,ковш 5 і гідроциліндри2, 4, 6підйому стріли, повороту рукояті та ковша. Кінематична схема навантажувача забезпечує горизонтальний рух ковша від екскаватора при впровадженні його в ґрунт або штабель матеріалу та при планувальних роботах. Після впровадження в матеріал, що розробляється, можливий поворот ковша гідроциліндром 2 для кращого його заповнення, яким повертають піднятий на задану висоту ківш при розвантаженні.
Грейферзастосовують для копання котлованів, траншей, колодязів і при завантажувально-розвантажувальних роботах. Особливо ефективне використання такого обладнання при копанні глибоких виїмок, а також у обмежених умовах.
Малюнок 11. Екскаватор із вантажним обладнанням
На гідравлічних екскаваторах встановлюють жорстко підвішені грейфери, які мають необхідний тиск на грунт при врізанні створюється примусово за допомогою гідроциліндрів робочого обладнання. Це дозволяє ефективно розробляти щільні фунти, незалежно від маси грейфера. Грейфер шарнірно кріплять до рукояті зворотної лопати замість ковша таким чином, щоб було можливе його поздовжнє і поперечне розгойдування.
Обладнання грейфера (рис. 12) складається зі складової стріли1, рукоятки гідроциліндрів2,7, що використовуються від зворотної лопати, двощелепного грейферного ковша6 згідроциліндрами5для замикання та відкривання щелепі механізмом4повороту ковша у плані. Щелепи ковша у вихідному положенні розкриті. Наповнення його відбувається при змиканні щелеп гідроциліндрами5. Необхідне напірне зусилля створюється опусканням стріли. Розвантажують ківш розмиканням щелеп. Для глибокого копання колодязів (до 30 м), траншей і котлованів в обладнанні грейфера використовують проміжні вставки, що подовжують.
Спосібом «стіна в ґрунті» можна зводити без уривку котловану підземну частину промислових та цивільних будівель та споруд, стіни насосних станцій, тунелі метрополітенів неглибокого закладання, колодязі колекторів борту каналів тощо.
Грейферне обладнання встановлюють на базовій частині стріли екскаваторів п'ятої розмірної групи; він включає напірну штангу5, грейферний ківш3,напрямний корпус4з механізмом переміщення штанги, важільний механізм2,гідроциліндри підйому - опускання штанги та нахилу штанги в поперечній площині. Направляючий корпус шарнірно з'єднаний з кронштейном, щодо якого може бути повернутий двома гідроциліндрами у вертикальній площині на кут 90° вздовж поздовжньої осі екскаватора.
Малюнок 12. Екскаватор із грейферним обладнанням
Додатковим гідроциліндром7штанга може бути нахилена в поперечній площині на кут у обидві сторони від вертикалі. Робочим органом обладнання є гідравлічний двощелепний грейфер (рис. 13,б)з приводом змінних щелеп напівкруглої форми від двох гідроциліндрів10,розташованих усередині його корпусу. Ріжучі кромки щелеп забезпечені змінними зубами, а бічні стінки - різцями зі зносостійким наплавленням. Грейфер кріпиться до напірної штанги, що переміщається канатним механізмом, змонтованим на напрямному.корпусі. Механізм переміщення (підйому - опускання) штанги складається з двох уніфікованих лебідок, кожна з яких включає барабан13для перемотування напірно-поворотного каната14,триступінчастий циліндричний редуктор12(аналогічний редуктору механізму пересування екскаватора), гальмо та гідромотор11.Напірний рух на грейфер створюється вагою штанги з грейфером та лебідками. Важелевий механізм2(див. рис. 13,а)жорстко кріпиться до базової частини стріли і через упорну стійку / до п'яти стріли8.У процесі роботи вперта стійка приймає навантаження від робочого устаткування. Переведення робочого обладнання з робочого положення в транспортне забезпечується поворотом гідроциліндрами6направляючого корпусу4,зі штангою назад на 90° при одночасному опусканні вперед гідроциліндрами9базової частини стріли з кронштейном та завзятою стійкою /. Вертикальне положення обладнання контролюється приладом "Вертикаль-20Б", датчики якого встановлені на напрямному корпусі, а покажчики - в кабіні машиніста. Гідросистема грейферного обладнання живиться від установки базового екскаватора. Управління грейферним обладнанням гідравлічне та здійснюється з кабіни машиніста.
Гідравлічні молотинавішуються на екскаватори 2-5-ї розмірних груп замість ковша зворотної лопати і з'єднуються з рукояттю за допомогою швидкознімного кріплення. Екскаватор, обладнаний гідромолотом з робочим інструментом у вигляді клина, піки і трамбування, можна застосовувати при розпушуванні мерзлого грунту, дробленні негабаритів твердих і гірських порід, зламуванні мерзлого грунту і дорожніх покриттів, цегляних і бетонних фундаментів та інших роботах, а також для. При розробці ґрунту можназмінювати кут нахилу гідромолота до поверхні ґрунту. У комплект обладнання гідромолота (рис. 14) входять: стріла1,рукоять4,гідромолот 5і гідроциліндри2, 3, 6підйому стріли, повороту рукояті та молота .
Гідромолоти приводяться в дію від насосів гідросистеми базового екскаватора, що забезпечує найкраще використання встановленої потужності та зниження експлуатаційних витрат. За принципом роботи гідромолоти аналогічні пароповітряним. Гідромолоти створюють значні імпульси сили спрямованої дії та забезпечують найменшу енергоємність процесу розробки мерзлих фунтів та руйнування твердих покриттів.