Змінне обладнання гідравлічного екскаватора
Міністерство освіти України
Кафедра Будівельних Дорожніх машин та Гідравлічних систем
На тему: "Змінне робоче обладнання гідравлічних екскаваторів"
по предмету: Машини для земляних робіт
студент групи СДМ
У різних галузях народного господарства щорічно виконуються величезні обсяги земляних робіт та вантажно-розвантажувальних робіт, переважна частина яких провадиться екскаваторами.
Екскаваторами називають землерийні машини, призначені для розробки та переміщення ґрунту. Їх поділяють на дві групи: безперервної дії – багатоковшові та періодичної (циклічної) дії – одноковшові.
Екскаватори безперервної дії виконують обидві операції - копання ґрунту та його переміщення - одночасно; екскаватори періодичної дії – послідовно, переривання копання під час переміщення ґрунту. Таким чином, робочий час машини, протягом якого вибирають ґрунт, більше у екскаватора безперервної дії і тому їх продуктивність вища, ніж у екскаваторів періодичної дії.
Попри це, найпоширеніші одноковшовые екскаватори, найважливіші перевага яких у універсальності, тобто. можливості застосування як і на вантажно-розвантажувальних та інших видів робіт. Багатоківшові екскаватори використовуються в основному при копанні траншей і видобутку нерудних матеріалів у кар'єрах.
Одноковшові екскаватори з'явилися півтора століття тому. В Україні вони вперше були застосовані при будівництві залізниці Петербург - Москва. Випуск екскаваторів на початку ХХ століття було організовано на Путилівському заводі.
Інтенсивно розвивається вітчизняне екскаваторобудування після ВеликоїВеликої Вітчизняної війни. 1955 року було випущено понад 4500 одноківшових екскаваторів.
У 1965-1975 роках стався корінний перелом в екскаваторобудуванні: різко збільшився випуск машин із гідравлічним приводом. Викликано це тим, що гідравлічні екскаватори дозволяють не лише в 1,5...2 рази підвищити продуктивність порівняно з екскаваторами інших типів, а й значно підняти рівень механізації багатьох видів земляних робіт за рахунок використання великої кількості змінних видів робочого обладнання та робочих органів. У 1989 році виробництво гідравлічних екскаваторів склало понад 80% загального випуску одноковшових будівельних екскаваторів.
Важливість підвищення ефективності будівельної техніки викликана необхідністю значно скоротити витрати ручної праці будівельних організацій новими високопродуктивними машинами та поліпшення їх використання.
Ефективне використання одноковшових будівельних екскаваторів вимагає від обслуговуючого персоналу постійного підвищення рівня знань, оволодіння передовими методами управління, експлуатації та обслуговування. Ці вимоги значно зросли у зв'язку з організацією великосерійного виробництва гідравлічних екскаваторів, що відрізняються складним пристроєм більшості механізмів та систем.
Робоче обладнання
На універсальних гідравлічних екскаваторах найчастіше застосовують зворотну та пряму лопати, грейфер, розпушувачі, гідромолот, навантажувач та змінні робочі органи для різних робіт.
Зворотна лопата є основним видом робочого обладнання для екскаваторів 2-5 розмірних груп. При роботі зворотною лопатою покращується наповнення ковша та точність вивантаження в результаті його повороту щодо рукояті, з'являється можливість широкого застосуванняподовжених стріл та рукояток, а також профільних ковшів для копання та очищення каналів, кюветів.
За конструктивною схемою зворотну лопату випускають декількох різновидів, але основними її складальними одиницями завжди є: стріла, що складається з основної частини, що подовжує; рукоятку, ківш і гідроциліндри підйому стріли, повороту рукояті та ковша.
Найпоширенішим робочим обладнанням гідравлічних екскаваторів є ківш зворотної лопати.
Ківш зворотної лопати
Для однієї і тієї ж моделі екскаватора випускають ковші різної ємності, конфігурації та конструкції. Для земляних робіт, як правило, це ковші зварної конструкції, його задня стінка округлена, а бічні прямі. Плоске днище закінчується козирком у якому закріплені зуби. Кількість зубів залежить від ширини ковша та виду робіт, для яких він призначений.
Зубці(коронки) призначені для зменшення первісного зусилля впровадження ковша в оброблюване середовище, для зменшення зносу плоскої ріжучої кромки ковша.
По суті, за останні 30 років ківш не зазнав істотних конструктивних змін. Деяка еволюція простежується у зміні зуба ковша та способах його кріплення. Якщо на самому початку в основному використовувалися вставні зубці, які кріпилися в гнізда ріжучої кромки, найчастіше виконаних як єдина лита деталь, що суттєво подорожчало і обтяжувало ківш, (рис.1) то на сьогоднішній день найбільшого поширення набули вильчасті зубці з болтовим кріпленням до ріжучої кромці для ковшів об'ємом до 0,3 м 3 та для екскаваторів другої розмірної групи (рис.2). А також коронки, що одягаються на адаптер, приварений до ковша і фіксуються спеціальним штифтом (рис.3). Така конструкція дозволяє знизити металоємність та,відповідно, вартість основного видаткового елемента ковша.
Практика показує, що працездатність робочих органів ковшів і переважно ріжучого інструменту залежить від технології виробництва.
На зношування ріжучого інструменту (зуб'їв, коронок, ріжучої кромки ковша) впливають:
Властивості та структура поверхні шару металу, що взаємодіє з оброблюваним середовищем;
властивості оброблюваного середовища (твердість, міцність, розмір частинок, ступінь однорідності); Високі експлуатаційні вимоги до зубів зумовлюють використання зносостійких сталей з підвищеними характеристиками міцності. Литі зубці виготовляють із сталі 110Г13Л або з конструкційних марганцехромомолібденових та нікелевих сталей.
Від випадання зуби утримуються шплінтами. Ребра надають ковшу необхідні міцність та жорсткість. У ковша відкрита тільки передня частина, тому для розвантаження ґрунту або сипучих матеріалів ківш повертають за допомогою гідроциліндра та тяг навколо шарнірів кріплення до підвіски.
На екскаваторах із гідравлічним приводом встановлюють жорстко підвішені грейфери. Основна перевага жорстко підвішеного грейфера в порівнянні з канатним полягає в тому, що їм можна створити необхідний тиск на ґрунт при врізанні, тобто незалежно від маси грейфера ефективно розробляти щільні ґрунти.
Існує три види з'єднання грейферних ковшів з рукояттю, що відрізняються можливістю повороту ковша в плані: неповоротне, неповноповоротне та повноповоротне. Усі грейфери можуть бути оснащені ротатором, що дозволяє повертати робочий орган на 360 градусів. Це значно збільшує продуктивність та дозволяє працювати в будь-яких умовах. При будь-якому вигляді з'єднання можливе поздовжнє і поперечне розгойдуванняковша.
За допомогою екскаватора, обладнаного різними типами грейферів, можна виконувати різноманітні завдання:
Скрап призначений для навантаження-розвантаження, сортування металевого брухту.
Виїмку ґрунту з глибини, копання на великі глибини ефективніше проводити копаючим грейфером (рис 5)
Навантаження-розвантаження труб, колод здійснюється за допомогою колоди. (рис 4)
Навантаження-розвантаження каміння різних розмірів (скрап, грейфер для каміння).
Гідроциліндри грейферів убудовані в щелепу, що забезпечує максимальний захист вузлів гідросистеми. Спеціальний кожух захищає гідравлічні муфти від пошкоджень. Щелепи та зуби щелеп виготовлені із зносостійкої сталі, що збільшує термін їх експлуатації.
1. Зручність в експлуатації для навантаження колод, рейок та укладання труб.
2. Міцна конструкція
3. Підвіска змінна.
4. Робочий тиск 250 кг/см2. (25МПа)
Екскаватор з робочим обладнанням однозубого розпушувача призначений для руйнування мерзлих ґрунтів, розробки тріщинуватих скельних порід, зламування асфальтового покриття, виїмки бордюрного каменю, корчування пнів.
Розпушувач встановлюють на рукояті зворотної лопати замість ковша.
Екскаватор, оснащений гідромолотом, застосовують для руйнування мерзлого ґрунту, розпушування скельних порід, дроблення негабаритів, руйнування старих фундаментів, зламування дорожніх покриттів тощо.
Гідравлічний молот замість ковша навішують екскаватор за допомогою кронштейна, з'єднаного з молотом. У корпусі молота розміщений бойок, який здійснює зворотно-поступальний рух і завдає ударів по змінному робочому інструменту. Бойок молота через пружний шарнір кріплять до штока поршня робочого циліндра,розташованого в одному блоці з гідроакумулятором та розподільчим золотником. Розподільний золотник автоматично реверсує рух поршня робочого циліндра за сигналами зворотних зв'язків. За принципом дії цей молот відноситься до ациклічних напірних систем подвійної дії з гідравлічним позиційним зворотним зв'язком.