книги / Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог. Техника и оборудование для строительства автомобильных дорог

Молоты с гидроаккумулятором просты в управлении и обслуживании, имеют довольно высокий КПД (0,55–0,65). При работе они создают слабый шум, поэтому их можно использовать в густонаселенных местах.

Гидравлические молоты развивают энергию удара 1800–9000 Дж, имеют частоту ударов 2,5–5 Гц, массу ударной части 100–600 кг, рабочее давление в гидросистеме 10–16 МПа.

У гидропневматических молотов давление рабочей жидкости воздействует на боек при рабочем и холостом ходах. Одновременное воздействие на боек давления жидкости и энергии газа аккумулятора при рабочем ходе позволяет повысить коэффициент использования мощности насосной установки, снизить пульсацию давления рабочей жидкости, улучшить техникоэксплуатационные показатели молотов.

Основными элементами гидропневматического молота (рис. 2.10) являются: ударный блок 6, пневмоаккумулятор 9, управляющая камера 7, распределитель 1, сменный рабочий инструмент 15.

Рис. 2.10. Принципиальная схема гидропневматического молота

32

Принцип работы молота заключается в следующем. В исходном положении (рис. 2.10, а) рабочая жидкость под напорным давлением подается в полость А распределителя 7 и одновременно в камеру взвода 3, управляющую камеру 7 ударного блока 6 и через каналы Б и В в полость 12 золотника 14. Напорное давление действует на ступень 13 золотника, перемещая его в крайнее нижнее положение, и на ступень 4 бойка 5, который начинает двигаться вверх (холостой ход), сжимая газ в аккумуляторе 9. При этом рабочая жидкость из камеры рабочего хода 8 вытесняется через камеру 10 золотника в слив.

В верхнем положении бойка (рис. 2.10, б) управляющая камера соединяет каналы В и Г между собой и одновременно полость 12 со сливом. Под действием давления рабочей жидкости на нижнюю ступень 2 золотника последний перемещается вверх, своей верхней частью входит в проточку 11 корпуса распределителя, перекрывает сливную гидролинию и через центральное отверстие 17 соединяет напорную гидролинию с камерой взвода 3 и камерой рабочего хода 8. Боек начинает движение вниз (рабочий ход) под одновременным воздействием давления газа аккумулятора и рабочей жидкости (площадь ступени 16 больше площади ступени 13); рабочая жидкость переливается из полости взвода в камеру рабочего хода. Разгоняясь, боек наносит удар по инструменту 15, управляющая полость соединяет каналы Б и В с напорной гидролинией и золотник перебрасывается вниз. Далее цикл повторяется.

Гидромолоты могут быть использованы по двум технологическим схемам: экскаватор с молотом работает непрерывно, а выемка грунта осуществляется другим экскаватором; экскаватор с молотом выполняет заданную часть работы, а затем производится замена молота ковшом.

При работе с молотами стрела экскаватора устанавливается в плавающее положение, что обеспечивает полную виброизоляцию рабочего места машиниста. Молоты комплектуются широкой номенклатурой легко сменяемых рыхлительных, дробящих, сваебойных, трамбующих инструментов и запускаются в работу автоматически при опирании с определенным усилием рабочего инструмента на разрушаемый (забиваемый) объект.

Гидропневматические молоты развивают энергию удара 500–9000 Дж, имеют частоту ударов 3,5–12 Гц. Давление зарядки газового аккумулятора 0,6–1,2 МПа, рабочее давление в гидросистеме 10–16 МПа.

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 –

33

экскаватор с ковшом емкостью 0,65 м3, модель 2, вторая модернизация (Б). Некоторые из выпускаемых до настоящего времени экскаваторов (например, Э-652Б, Э-304Б, Э-10011Д, Э-5015), не прошедшие модернизацию после введения новой системы индексации, сохранили еще индексы, присвоенные им по старой системе. 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, 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 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 эксплуатационной массы экскаватора.

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; ЭО-4126 – экскаватор одноковшовый, 4-й размерной группы (25,1 т), на гусеничном ходу, с жесткой подвеской, 6-й модели.

Основными параметрами гидравлических одноковшовых экскаваторов являются: емкость ковша q, масса экскаватора С, мощность двигателя N, рабочие размеры экскаватора, а также давление и производительность насосов.

34

В гидроприводах экскаваторов применяются насосы постоянной производительности шестеренного и лопастного типа (с давлением 12–16 МПа)

ипоршневые с давлением до 30 МПа, 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

иустойчивый режим работы 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.

Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы представляют собой землеройные машины, имеющие в качестве рабочего органа многоковшовую цепь или роторное колесо с ковшами, жестко закрепленными по периметру. Они применяются: на дорожно-строительных работах; при рытье котлованов, каналов и траншей для укладки труб или установки оснований; пульт управления, коробку передач, рабочий орган устанавливают на ходовую раму.

Преимущества многоковшовых экскаваторов по сравнению с одноковшовыми заключаются в их более высокой удельной производительности и меньшей стоимости производства работ. В нашей стране ими выполняют до 20 % общего объема земляных работ. Однако многоковшовые уступают одноковшовым экскаваторам при работе в тяжелых грунтах, особенно при разработке грунтов с каменными включениями.

В зависимости от направления движения рабочего органа различают экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания (рис. 2.11).

У экскаваторов продольного копания направление движения рабочего органа (ковшовой цепи или ротора) совпадает с направлением движения экскаватора. У экскаваторов поперечного копания рабочие органы движутся перпендикулярно направлению движения экскаватора.

Скорости движения ковшовой цепи и машины должны быть согласованы с емкостью ковша и глубиной забоя, чтобы ковш, проходя путь забоя, смог к моменту выхода заполниться.

35

где g – геометрическая вместимость ковша, м3;

n – число циклов в единицу времени (минуту) при расчетных условиях. Техническая производительность (м3/ч) должна соответствовать кон-

kр – коэффициент разрыхления грунта;

n – число циклов в минуту в конкретных условиях забоя.

Все величины, входящие в уравнение, кроме геометрической вместимости ковша, – переменные, зависящие от грунтовых условий формы забоя, квалификации машиниста.

Эксплуатационная производительность – средняя фактическая производительность (м3/ч) экскаватора при работе в конкретных условиях с учетом неизбежных простоев:

где kв – коэффициент использования рабочего времени машины, представ-

ляющий собой отношение времени чистой работы ко всему затраченному; kн – коэффициент наполнения, kн = 0,8…1,5 в зависимости от вида грун-

та, влажности, рабочего оборудования;

kр – коэффициент разрыхления, kр = 1,1…1,3;

kв – коэффициент использования рабочего времени, kв = 0,75…0,85. Продолжительность одного цикла, с,

где tк – продолжительность копания, tк = 10…20 с;

tп.в – продолжительность поворота на выгрузку, tп.в = 4…6 с; tв – продолжительность выгрузки, tв = 3…5 с;

tп.з – продолжительность поворота в забой, tп.з = 2…3 с.

Нормативная производительность – это объем работ, который должен быть выполнен с помощью машины за единицу времени. Она соответствует эксплуатационной. Число циклов в единицу времени (минуту) зависит от конструктивных особенностей экскаватора, грунтовых условий, формы забоя.

37

2.3. Экскаваторы отечественного производства

Экскаваторы отечественного производства предназначены для выполнения комплекса различных земляных работ в коммунальной, дорожностроительной, добывающей и нефтегазовой отраслях, оптимально подходят для разработки немёрзлых грунтов I–IV категорий, рыхления мёрзлых грунтов, погрузки в транспортные средства сыпучих материалов и предварительно разрыхлённых твёрдых пород с кусками величиной не более 1/3 ширины ковша в температурном диапазоне от –40 до +40 °С. По экологическим показателям – дымности и выбросу вредных веществ с отработанными газами, а также по среднему давлению гусеничных лент на опорную поверхность – соответствуют требованиям действующих стандартов.

Внешний вид экскаваторов ЭО-5225, ЭО-5124 и ЭО-4225 представлен на рис. 2.12–2.14. Технические характеристики экскаваторов ЭО-5225, ЭО-5124 и ЭО-4225 указаны в табл. 2.1.

Рис. 2.14. Экскаватор гусеничный ЭО-4225

38

Таблица 2 . 1

Технические характеристики экскаваторов отечественного производства

2.4. Экскаваторы зарубежного производства

Важными преимуществами экскаватора E130W (рис. 2.15) являются компактность, вписывание в транспортный поток, минимальный радиус вращения поворотной платформы (2,1 м), что позволяет работать в стесненных условиях.

Рис. 2.15. Экскаватор E130W

39

Технические характеристики экскаватор E130W

Экскаватор Caterpillar 324DL характеризуется увеличенными по ширине гусеницами, что позволяет производить работы на недоступных для другой технике участках (рис. 2.16). При стандартной ширине трака гусеницы в 600 мм гусеничный экскаватор Caterpillar 324DL имеет ширину трака 800 мм. Это дает возможность машине работать на грунтах с малой несущей способностью.

Экскаватор Caterpillar 324DL характеризуется высокой мощностью благодаря двигателю C7. Данный тип двигателей отличается топливной экономичностью. Точность работы во многом определяется современной гидравлической системой. Сварные рукояти и стрелы обладают коробчатым сечением, они дополнены толстостенными сборными деталями, которые позволяют увеличить эксплуатационный срок при работе в напряженном режиме.

40