Одноковшовые экскаваторы

Наиболее характерными представителями выемочно-погрузочных машин, эксплуатируемых на открытых разработках, являются одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. Экскаватором называется машина, предназначенная для черпания (экскавации) горной массы, перемещения её на относительно небольшие расстояния и погрузки на транспортные средства и в отвал. Рабочий цикл одноковшового экскаватора складывается из четырех последовательных операций: наполнения ковша (черпания), перемещения его к месту разгрузки (транспортирования), разгрузки и перемещения порожнего ковша к месту черпания для воспроизведения нового цикла. По-этому одноковшовые экскаваторы являются машинами цикличного (прерывного действия).

Классификация экскаваторов

Существующие типы экскаваторов в общем виде классифицируются типажом по следующим признакам:
• назначению и роду выполняемой работы;
• вместимости ковша Е, м3;
• видам рабочего, ходового и силового оборудования.

По назначению одноковшовые экскаваторы подразделяют на следующие типы:

-строительные — с ковшами емкостью от 0,15 — 2 м3, на гусеничном или пневмоколесном ходу, универсальные (снабжаются сменным рабочим оборудованием прямой или обратной лопаты, драглайна, грейфера или крана); предназначаются в основном для производства земляных и монтажных работ на строительстве;

-карьерные — с ковшами емкостью от 4 до 12,5 м3, на гусеничном ходу, имеют рабочее оборудование прямой лопаты с относительно короткой стрелой и рукоятью; применяются главным образом на карьерах при разработке дородных, рудных или угольных уступов с нижней погрузкой в транспортные сосуды;

-вскрышные — с ковшами ёмкостью от 4 до 35 м3, на гусеничном ходу, оборудуются прямой лопатой, но с удлиненной стрелой и рукоятью; предназначаются в основном для разработки уступов с верхней погрузкой или с перемещением горной массы в отвал;

-шагающие драглайны — с ковшами ёмкостью от 4 до 80 м3 и с длинными стрелами (до 100 м); применяются для разработки уступов на карьерах с перемещением породы в отвал, для проведения траншей, рытья котлованов, насыпки дамб, плотин и др.

Одноковшовые экскаваторы следует различать также по возможности использования их с различными видами рабочего оборудования. Универсальными экскаваторами называются машины, имеющие не менее четырех видов сменном рабочего оборудования. Строительные экскаваторы обычно выпускают универсальными, причем один вид рабочем оборудования может быть легко заменен другим бригадой, обслуживающей экскаватор. Полу-универсальными называются экскаваторы, которые имеют два-три вида рабочего оборудования. К таким относятся машины с ковшами емкостью не более 4 — б м3. Специальными называются экскаваторы, имеющие только один вид рабочего оборудования. К ним обычно относятся машины с ковшами ёмкостью свыше 4 м3.

Основные части одноковшовых экскаваторов

Современный одноковшовый экскаватор состоит из следующих основных частей:
• рабочего оборудования;
• рабочих механизмов;
• ходового оборудования;
• поворотной платформы;
• силового оборудования.

Рабочим оборудованием называется та часть экскаваторов, с помощью которой они копают грунт, поднимают груз, зачерпывают и перегружают сыпучие материалы и пр. Рабочее оборудование расположено в передней части поворотной платформы экскаватора (или на поворотной колонне у неполноповоротных машин). В зависимости от способа крепления рабочего органа (ковша, крюка, грейфера) различают рабочее оборудование с жесткой или гибкой подвеской рабочего органа. Рабочие механизмы служат для получения рабочих движений ковша экскаватора: подъема (и тяги у драглайна) и напора.

Доставку ковша к месту разгрузки производят механизмом поворота. Все эти механизмы устанавливаются на поворотной платформе (за исключением механизма напора у карьерных лопат с зубчато-реечной системой выдвижения рукояти, находящейся, как правило, на стреле. По кинематическому признаку механизмы экскаватора подразделяются на три типа:

• с однодвигательной схемой привода всех механизмов от одного общего двигателя;
• с групповой схемой привода нескольких механизмов от общих двигателей;
• с многодвигательной схемой привода механизмов от собственных двигателей.

Первые два типа применяются на экскаваторах малой мощности — универсальных. Механизмы экскаваторов средней и большой мощности имеют индивидуальный привод постоянного тока с одним или несколькими двигателями.

Ходовое оборудование экскаватора может быть гусеничное, пневмо-колесное, рельсовое, шагающее, рельсово-шагающее. Наиболее распространенным является гусеничное оборудование, обеспечивающее хорошую проходимость экскаватора. Рельсовое ходовое оборудование в современных одноковшовых экскаваторах не применяется. В основном рельсами оборудуются многоковшовые экскаваторы.

Шагающее ходовое оборудование обеспечивает низкое давление на грунт, имеет небольшую массу, устойчивость машины на базе при работе. Одноковшовые экскаваторы драглайн в основном оборудованы механизмами шагания. Рельсово-шагающее ходовое оборудование обладает высокой маневренностью, возможностью дозированного перемещения машины с высокой скоростью и плавностью, малыми давлениями на опорную поверхность. В основном служит как ходовое оборудование мощных отвалообразователей и роторных экскаваторов.

Поворотная платформа опирается через ролики опорно-поворотного устройства на раму ходового оборудования, относительно которого платформа может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на различное ходовое оборудование. В зависимости от угла поворота платформы экскаваторы называются полноповоротными или неполноповоротными. Одноковшовые экскаваторы в основном выпускают полноповоротными, т.е. их поворотная часть может вращаться на 360 гр. У машин этого типа на поворотной платформе устанавливают: основные рабочие механизмы, приводные электро-двигатели, а также крепят рабочее оборудование.

Силовое оборудование — это энергетический комплекс, содержащий приводной двигатель и машины — преобразователи энергии, например, электрические генераторы или электрические двигатели. Комплекс двигателя с исполнительным механизмом представляет собой привод машины. Типом двигателя определяется вид двигателя, который может быть электрическим, дизель-электрическим, дизель-гидравлическим, электрогидравлическим. На крупных одноковшовых экскаваторах для привода главных механизмов в основном используют тихоходные электродвигатели постоянного тока, которые позволяют иметь безредукторный привод, что в целом повышает надежность экскаватора. Кроме того, при одной и той же мощности тихоходные двигатели имеют меньшие потери энергии и продолжительность переходных процессов по сравнению с быстроходными.