Классификация экскаваторов

Классификация экскаваторов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Реферат

по дисциплине « Машины и оборудование нефтегазовых объектов »

на тему: «Классификация экскаваторов»

Выполнил студент гр. з-2Б13Т

Проханов В.В.

Руководитель      доцент Шмурыгин В.А.

ТОМСК-2015г

Содержание

Введение

. Классификация экскаваторов

. Машины циклического действия

.1 Классификация одноковшовых экскаваторов

.2 Одноковшевые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, драглай

2.2.1 Прямая лопата

.2.2 Обратная лопата

2.3 Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом <#"802239.files/image001.gif">

Рис. 1. Cхемa одноковшового экскаватора:

- ходовое устройство; 2 - поворотная платформа с силовым оборудованием; 3 - основные кинематические звенья и рабочее оборудование.

Поворотная платформа опирается через катки или специальное (шариковое или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части.

Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным или неполноповоротным. Поворотная часть полно-новоротного экскаватора может вращаться вокруг своей оси на 360°.

У этих машин на поворотной платформе смонтированы все силовые агрегаты, пульт управления, рабочие механизмы и крепится рабочее оборудование.

Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер.

Рабочий цикл экскаватора выполняется в следующей последовательности: копание грунта; перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки; разгрузка грунта из ковша в отвал или транспортирующее устройство; перемещение ковша (поворот платформы) к забою; опускание ковша для подготовки к следующей операции копания.

.2 Одноковшевые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, драглайн

2.2.1 Прямая лопата

Оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата с механическим приводом (рис. 2) состоит из следующих основных узлов: каната подъема стрелы, ковша, рукояти, стрелы, седлового подшипника. Рукоять к стрелке крепится седловым подшипником, с помощью которого рукоять поворачивается в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси рукоятки. Ковш поднимается подъемным канатом, огибающим головные блоки. Напор рукоятки осуществляется напорным механизмом, которым выполняется также обратное движение (возврат) рукояти. На универсальных строительных экскаваторах применяют канатные и зубчато-реечные (напорные механизмы).

Рис. 2. Схема экскаватора с прямой лопатой:

- гусеничный ход; 2 - поворотная платформа; 3 - кузов с кабиной; 4 - рукоять; 5 - ковш; 6 - стрела; 7 - опорно-поворотное устройство.

Напорные механизмы деляется на независимые, зависимые, комбинированные. Напорный механизм называется независимым, если усилие напора может быть увеличено или уменьшено независимо от величины усилия в подъемном тросе ковша, т. е. когда напорное движение рукояти с ковшом производится независимо от подъема ковша. Если величина усилия напора зависит от величины усилия в подъе/мном тросе ковша и имеется возможность только уменьшить напор, такой напорный механизм называется зависимым.

Напорный механизм называется комбинированным, когда величина усилия напора зависит от усилия в подъемном тросе, но при включении независимой части напорного механизма может быть по желанию увеличена.

Ковш прямой лопаты состоит из корпуса, откидного днища с засовом и сменных зубьев. Зубья имеют сужающийся к концу хвостовик, входящий в гнездо козырька. От выпадания зубья удерживаются в гнездах шплинтами.

Прямые лопаты в последние годы оснащают ковшами с полукруглой передней стенкой и с козырьком в виде совка без зубьев. Ковш такой конструкции значительно легче и имеет минимальное сопротивление при копании грунта, что, естественно, повышает производительность экскаватора.

На экскаваторах с прямой лопатой применяют рукояти двух типов: однобалочные (внутреннего типа) и двухбалочные (внешнего типа). Однобалочная рукоять проходит внутри стрелы, а двухбалочная снаружи. Рукоять может совершать возвратно-поступательное движение в направляющих седловины напорного вала, а также поворачиваться вместе с седловым подшипником в вертикальной плоскости относительно напорного вала. Конструкция рукояти определяет конструкцию напорного механизма. В экскаваторах, которые выпускались в СССР, при однобалочной рукояти применяли канатный напорный механизм, а при двухбалочной применяли кремальерный напорный механизм.

Стрела прямой лопаты выполнена в виде сварной конструкции из листовой стали. Тип рукояти определяет конструкцию стрелы. Стрела бывает двухбалочной при однобалочной рукояти и однобалочной при двухбалочной рукояти.

2.2.2 Экскаватор с обратной лопатой

Это оборудование, предназначенное для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора при рытье котлованов, траншей, выемок. Экскаватор с обратной лопатой (рис. 3) состоит из ковша, стрелы, рукояти и двуногой стойки. Ковш закреплен жестко к рукояти, шарнирно присоединенной к верхнему концу стрелы. При подтягивании каната рукоять поворачивается против часовой стрелки, ковш врезается в грунт (положение I; положения II и III соответствуют транспортному положению и выгрузке грунта из ковша).

Рис. 3. Схема работы экскаватора с обратной лопатой:

- ковш; 2 - тяговый канат; 3 - стрела; 4 - дополнительная стойка; 5 - подъемный канат; 6 - рукоять.

В гидроприводах экскаваторов применяются насосы постоянной производительности шестеренного и лопастного типа (с давлением 12 МПа, 16 МПа) и поршневые с давлением до 30 МПa а также насосы переменной производительности, преимущественно аксиально-поршневые.

Насосы с постоянной производительностью просты по устройству, но не обеспечивают полного использования мощности двигателя на всех режимах. Насосы переменной производительности обеспечивают более рациональный и устойчивый режим работы экскаваторов.

Производительность и технологические схемы работы одноковшовых экскаваторов. Производительность одноковшовых экскаваторов определяется многими факторами: конструкцией машины, уровнем организации производства земляных работ, состоянием и качеством грунта и забоя, квалификацией машиниста и техническим состоянием машины.

.2.3 Экскаватор драглайн

Драглайн рабочее оборудование экскаватора, предназначенное для разработки грунта ниже уровня стоянки машины с ковшом, подвешенным на канатах непосредственно к стреле. Драглайн может копать только в направлении экскаватора. Глубина копания, высота выгрузки ковша и расстояние, на которое может быть заброшен ковш (радиус копания) драглайна, значительно больше, чем у экскаватора оснащенного рабочим оборудованием прямая и обратная лопата (рис 4).

Именно из-за таких характеристик драглайн используют для рытья больших котлованов и траншей, при разработке карьеров, мелиорации, а так же для отсыпки насыпей, в частности при строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.

Но у рабочего оборудования драглайн есть существенные недостатки. Подвеска ковша с помощью цепей и канатов достаточно гибкая, поэтому не обеспечивает большой точности копания и выгрузки. Погрузка грунта в транспортные средства с помощью драглайна затруднительна. Обычно выгрузка производится в отвал - откуда перегружается с помощью погрузчиком или экскаватором с рабочим оборудованием другого типа. К недостаткам можно отнести большую продолжительность рабочего цикла и более низкое, по сравнению с гидравлическими типами оборудования, усилие копания.

Работает драглайн следующим образом. Ковш опускают на дно котлована или траншеи, а затем подтаскивают его к экскаватору тяговым канатом, при этом ковш наполняется срезаемым грунтом. Затем загруженный ковш поднимают подъемным канатом, одновременно поворачивая платформу к месту разгрузки ковша. После разгрузки ковша поворачивают платформу со стрелой к котловану и одновременно опускают ковш. Стрела драглайна сварная, решетчатой конструкции, что уменьшает ее массу и дает возможность делать ее более длинной, чем стрелы прямой и обратной лопат, применяя ковш той же емкости. За счет удлинения стрелы увеличиваются радиус действия экскаватора и высота выгрузки. Стрела состоит из двух соединенных болтами частей, нижняя из них уширена к пяте стрелы и шарнирно закреплена в проушинах поворотной платформы. Длина стрелы может быть увеличена за счет дополнительных вставок между верхней и нижней частями стрелы. При удлинении стрелы применяют ковш меньшей емкости. Во время работы драглайном угол наклона стрелы обычно устанавливают в пределах от 30 до 45 градусов.

Драглайн обеспечивает необходимое усилие копания только в том случае, если в начале хода ковш углубиться в грунт. Поэтому для работы с твердыми грунтами необходимо их разрыхление в зоне заглубления ковша.

2.3 Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом <#"802239.files/image005.gif">

Рис. 5. Экскаватор с гидравлическим приводом:

- опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6, 8, 9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста.

экскаватор лопата драглайн

Рис 6 Экскаваторы непрерывного действия:

а) ‒ скребковый одноцепной: 1 ‒ отпал; 2 ‒ трактор <#"802239.files/image007.gif">

Рис. 7. Фрезерный экскаватор: 1 - кабина управления; 2 - фреза; 3 - разгрузочная консоль конвейера.

4. Индексация экскаваторов

Системой индексации (маркировки) машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. Ранее в индексы, применявшиеся для обозначения отечественных экскаваторов, закладывалась только емкость его основного ковша. Например, Э-652Б экскаватор с ковшом емкостью 65 декалитров (0,65 м3), модель 2, вторая модернизация (Б). По старой системе индекс не давал представления ни о типе ходового устройства экскаватора, ни об исполнении рабочего оборудования, что весьма важно для характеристики машины и ее эксплуатационных возможностей. Кроме того, определение размера (класса) одноковшового экскаватора только по емкости одного из применяемых на этой машине ковшей неопределенно и приводит к неправильному представлению о возможностях машины. Это в еще большей степени относится к гидравлическим экскаваторам, у которых емкость ковшей, применяемых на одной и той же машине, может отличаться в два и более раза.

Размер экскаватора, от которого зависят его рабочие параметры, производительность и т. п., определяется совокупностью ряда факторов, нормируемых ГОСТом. При этом параметром, наиболее полно (по сравнению с остальными) характеризующим размер гидравлического экскаватора, является масса машины, определяющая ее устойчивость и возможность эффективного использования ковшей данных емкостей на соответствующих вылете, глубине или высоте. В основу действующей системы индексации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в основном в зависимости от эскплуатационной массы экскаватора. Емкости используемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориентировки.

Эксплуатационной массой называется масса экскаватора с полной заправкой топливом и рабочей жидкостью гидропривода (без машиниста). Новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) предусматривает структуру индекса машины. Четыре основные цифры индекса означают по порядку их расположения: первая - размерную группу, вторая - тип ходового устройства, третья - исполнение рабочего оборудования и четвертая - порядковый номер данной модели. Буквы (А, Б, В ) обозначают очередную модернизацию данной машины, а также ее специальное климатическое исполнение (ХЛ, Т, ТВ). Например, индексом ЭО-3322А обозначают экскаватор одноковшовый универсальный 3-й размерной группы на пневмоколесном ходовом устройстве с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской рабочего оборудования, 2-й модели, прошедший первую модернизацию.

Заключение

В данной работе была описана классификация экскаваторов, а также их разновидности. На основании данной классификации возможно сделать подбор экскаватора для определенного вида работ.

Также были рассмотрены одноковшовые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, многоковшовые экскаваторы. Рассмотрена система индексации экскаваторов, что в дальнейшем поможет по индексу определить параметры экскаваторов.

Список использованной литературы

1. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации. - М.: Высш. шк, 2001.

. И.И. Гальперин, Н.Г. Домбровский "Строительные машины", Москва, "Высшая школа", 1980.

. Невзоров Л.А., Подзельский Г.Н., Романюха В.А. Строительные башенные краны. - М.: Высш. шк., 1986.

. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: Учебное пособие. - М.: Издательский центр "Академия", 2005.

. Машины и оборудование газонефтепроводов: учебное пособие / В.Г. Крец В.Г. А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин. - Томск: Изд. ТПУ, 2013. - 375 с.