Машины и оборудование для добычи сырья (стр. 4 )

Экскаваторы радиального копания с ротором, расположенным на стреле, применяют на вскрышных работах, в карьерах строительных материалов, для разработки больших котлованов и выемок, прокладки каналов, возведения насыпей и дамб. Карьерные роторные экскаваторы (рис.7, б) имеют диаметр роторного колеса 1,6 ... 16,6 м и вместимость ковшей 16 ... 4000л, а производительность их составляет 80 ... 8000 м3 / год при высоте разрабатываемого забоя 5 ... 70 м.

Рабочим органом роторных экскаваторов является ковши, размещенные на роторе 8, которые устанавливаются на стреле 9. В процессе копания вращающийся ротор вместе со стрелой и поворотной платформой перемещается по дуге окружности на угол 90 ... 120 ° на поворотном устройстве 11. Затем поворотную платформу поворачивают  в обратном направлении, а экскаватор предварительно перемещают па величину, необходимую для получения заданной толщины стружки срезается ковшами.

Рисунок 2.6 - Роторный экскаватор: а - продольного копания; б - карьерный

Грунт из ковшей высыпается на приёмный конвейер 10, из которого переходит на конвейер 12 и далее в отвал или транспорт. Строительные роторные экскаваторы имеют меньшие размеры и массу, достаточную маневренность, их производительность составляет 250 ... 550 м3 / год при высоте копання 5,0 ... 7,5 м и глубине копания, ниже от уровня стоянки на 2,0 ... 3,5 м.

Для повышения производительности многоковшовых экскаваторов необходимо тщательно подбирать толщину стружки соответствующего пути резания и скорости движения для максимального наполнения ковшей; применять ковши повышенной емкости при разработке более мягких пород; обеспечивать полное опорожнение ковшей и не допускать просыпания грунта; своевременно подавать транспортные средства и выполнять передвижения путей.

ТЕМА 1.3  ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ

1.Назначение и классификация. Бульдозеры, строение, принцип действия, виды.

2.Скреперы, строение, принцип действия, виды

3.Автогрейдеры, строение, принцип действия, виды

1.НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ. БУЛЬДОЗЕРЫ, УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ВИДЫ

Землеройно-транспортные машины предназначены для отделения почвы от массива и перемещения его к месту укладки. Особенностью рабочего процесса этих машин является то, что копание грунта происходит вследствие перемещения самой машины под действием тягового усилия  с помощью ее двигателя.

Землеройно-транспортные машины делятся на:

ножевые (бульдозеры и автогрейдеры), ковшовые (скреперы) с дополнительным транспортировочным органом (грейдеры-элеваторы и струги).

Применяют их в основном в дорожном, гидротехническом и аэродромном строительстве для планировочно-профилировочных работ в равнинной местности на почвах без больших каменистых включений.

Бульдозер состоит из колесного или гусеничного трактора, оборудованного управляемым отвалом с ножом для послойного срезания, перемещения и разравнивания грунта. Грунт срезается ножом, накапливается перед отвалом и перемещается по поверхности рабочей площадки при передвижении бульдозера. Перемещение грунта волоком по грунту - энергоемкий процесс, сопровождающийся большими затратами, поэтому допускается только на очень малые расстояния (10 ... 20 м), при которых он наиболее экономичен.

Бульдозеры предназначены для грубого планирования площадок и откосов, обратного засыпания котлованов и траншей, штабелирования и распределения по поверхности различных сыпучих материалов и щебня. В то же время простота конструкции, жесткость рабочего органа, низкая стоимость и значительные тяговые усилия развивающихся бульдозером, определили его широкое применение как для грунтовых работ, так и для различных вспомогательных работ, связанных с расчисткой площадок от валунов, пней, валки деревьев и тому подобное.

По способу крепления отвала бульдозеры разделяют на:

неповоротные; поворотные.

Рабочее оборудование бульдозера с неповоротным отвалом состоит из отвала, толкающей рамы и механизма управления

Рисунок 1 - Бульдозеры

а - с неповоротным отвалом; 6 - с поворотным отвалом;

1 - трактор; 2-механизм управления; 3 - подвал; 4,5 - ножи; 6 - толкающая рама;

7 - переставные раскосы; 8 - отвал в возвращенном положении; 9 - отвал, установленный с перекосом.

В неповоротных, отвал неподвижно закреплен перпендикулярно продольной оси трактора, в поворотных положениях отвала в плане может быть изменено. При наклонном размещении почву, срезанный передним боком отвала, перемещаясь по нему, отсыпается с противоположной стороны, как это показано на рисунке 2, б.

Рисунок 2 - Схема работы бульдозера:а - с отвалом, расположенным под прямым углом к направлению движения (невозвратный отвал); б - с наклонно расположенным отвалом (поворотный отвал), 1 - боковые валики; 2 - восходящая ветвь траектории частичек почвы; С - нисходящая ветвь;  - угол захвата

Отвал - это жесткая сварная конструкция коробчатого сечения.

Вдоль нижней кромки переднего листа, выгнутого по кругу, прикрепленные ножи. С тыльной стороны отвал имеет ребра и ушки для присоединения к балкам толкающей рамы. По бокам отвала приварены щеки.

Толкающая рама соединяет отвал с базовой машиной и передает ему робочие усилия. Пространственная жесткость рабочему оборудованию передается раскосами, установленными в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Отвал и толкающую раму легких бульдозеров выполняют, как правило, в виде сплошной сварной конструкции.

Бульдозеры с поворотным отвалом (рис.1, б) имеют отвал большой длины по сравнению с машинами с неповоротным отвалом. Это объясняется тем, что отвал в возвращенном положении должен перекрывать поперечные габариты базовой машины. Условия работы поворотного отвала требуют иного очертания его торцов и не допускают установление щек. Такой отвал является жесткой коробчатого металлоконструкцией, что состоит из изогнутого по кругу листа, усиленного ребрами. С тыльной стороны отвала посередине приварен подпятник, в который входит шаровая пятая толкающей рамы. Конце отвала соединяются с толкающей рамой раскосами.

Рисунок 3 – Упрощенная  схема гидравлического управления отвалом бульдозера:

1 — золотниковый распределитель; 2 - гидронасос; З — масляный бак; 4 - гидро цилиндр;  5 – отвал

Руководят отвалом с помощью канатной или гидравлической системы. Сейчас почти все бульдозеры имеют гидравлическое управление.

Гидравлическое управление отвалом (на рис.3 показано упрощенную схему) выполняется в виде объемной гидростатической передачи и состоит из масляного бака, насоса, распределительных и вспомогательных устройств, исполнительных гидро цилиндров и трубопроводов, соединяющих их.

Перемещение грунта бульдозером сопровождается потерями его в боковые валики, сечение которых пропорционально объему почвы перед отвалом и составляет 2 ... 3% на каждый метр пути для связных и 5 ... 7% - для несвязных грунтов.

Производительность бульдозеров повышается благодаря технологическим и конструктивным мерам.

Технологические меры заключаются в производстве работ траншейным способом, при котором грунт перемещается  по одному и тому же следу. С торцов отвала почву удерживается стенками траншеи, образовавшуюся или валиками почвы, образовавшиеся ранее. Незначительные потери почвы при спаренной или строенной работе бульдозеров, когда бульдозеры движутся параллельно друг другу, благодаря чему почва не просыпается между отвалами.

К конструктивным мерам относится установление на торцах отвала открылков, препятствующих потере почвы в боковые валики. Эффективные отвалы совкового типа.

На рисунке 4 показана схема работы одной из таких конструкций. Такие отвалы называют сферическими. Большое значение имеют конструктивные меры по снижению трения между рабочим органом и почвой через подачу на поверхность трения газовой смазки. Подача сжатого газа или воздуха на поверхность рабочего органа, создает воздушную подушку между трущимися поверхностями, существенно (до ЗО%) снижает силы сопротивления и, следовательно, позволяет повысить рабочие скорости машины.

Рисунок 4 - Схема работы совкового или сферического, отвала (стрелками показано направление движения грунта)

На производительность бульдозера значительно влияет уклон пути, по которому движется бульдозер.

Во время движения бульдозера под уклон увеличивается тяговое усилие и объем тела волочения (рис.5), а сопротивление перемещению грунта перед отвалом уменьшается. Если бульдозер движется на подъем, то происходит наоборот.

Рисунок 7 - Схема действия ваш: а - при работе под углом; 6 - при работе на подъем: Gб - вес бульдозера; Gпр - вес перемещаемой почвы

Итак, производительность бульдозера увеличивается во время его движения под уклон и уменьшается при движении на подъем. При 10% - ном уклоне производительность машины почти удваивается, а работая на таком же подъеме, снижается также почти вдвое.

Продолжительность рабочего цикла минимальная, если бульдозер движется на каждой из операций с максимально возможной скоростью, что соответствует наибольшему использованию мощности машины.

Оптимизация процесса работы обеспечивается установкой на бульдозере аппаратуры системы автоматического управления «Автоплан-И» и «Автоплан-II». Эта аппаратура позволяет бульдозеру работать в режиме автоматической стабилизации продольного уклона или лучшего использования тягового усилия (и мощности).

2.СКРЕПЕРЫ, УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ВИДЫ

Скрепер - это землеройно-транспортная машина для послойного срезания, перемещения и послойного заключения почвы при возведении насыпей и плотин, планирования строительных площадок, устройство больших каналов при разработке выемок и вскрышных работах на карьерах полезных ископаемых.