Роторные траншейные экскаваторы: назначение, применение, классификация, конструкция, основные параметры.



Роторный траншейный экскаватор – землеройная машина с рабочим органом в виде ковшового колеса (ротора), вращающегося в плоскости, совпадающей с направлением рабочего перемещения всей машины или незначительно отклоняющегося от нее. Грунт отделяемый от массива и захватываемый ковшами, поднимается в зону разгрузки, которая находится в верхней части ротора, перемещается в сторону от траншеи и укладывается в отвал ленточным конвейером или метателем.

По сравнению с цепными роторные траншейные экскаваторы отличаются более высоким КПД (нет цепей, работающих в абразивной среде) и, следовательно, меньшей энергоемкостью разработки грунта. При равной с цепным экскаватором массе роторный экскаватор производительнее, поскольку допускает более высокую скорость резания, обусловленную равномерностью вращения ротора, жестким креплением ковшей и лучшими условиями их опорожнения. Однако роторным рабочим органом можно открывать траншеи не уже 0,15÷0,2 м, тогда как цепным ширина траншеи (щели) может быть доведена до 0,05 м. Пределы глубины открываемых траншей роторными экскаваторами несколько меньше, чем цепными.

По способу соединения рабочего органа с тягачом эти машины подразделяют на навесные и полуприцепные. Последние имеют дополнительную пневмоколесную тележку, позволяющую снизить нагрузку на тягач о рабочего органа.

Для отрывки узких траншей и прорезания щелей в мерзлых грунтах вместо ковшового ротора применяют фрезерный. Для рытья траншей и каналов с откосами экскаватор оснащают дополнительными шнеками – фрезами и профилирующими ножами. Для этих же целей применяют экскаваторы с двумя наклоненными роторами преимущественно фрезерного типа.

Конструктивной разновидностью роторных траншейных экскаваторов являются машины с переставным ротором. Возможность перестановок ротора позволяет отрывать траншеи у стен зданий, заборов, столбов и в других стесненных условиях.

Роторный траншейный экскаватор (рис. 6.6) состоит из тягача 1(специальный с использованием агрегатов трактора Т-130.Ι.Г.), рамы тягача, рамы рабочего оборудования 12, ротора 10 и его рамы 7 с роликами 9 и валом привода 11, механизма подъема задней 2 и передней 3 частей рабочего оборудования, конвейера 6, зачистного устройства 8, шарнирной цепной передачи 5 с муфтой предельного момента 14 и редукторов 13, 15, 16.

Ковши (рис. 6.7) применяют как правило, саморазгружающиеся, открытые спереди сверху. Болтами через проушины в боковых стенах они жестко крепятся к колесу.

Колесо ротора состоит из двух колес, соединенных ковшами и образующих с ними жесткую конструкцию. На торцах колец укреплен зубчатый венец для сообщения ротору вращения. При двухрядном расположении ковшей посередине между двумя кольцами, несущими зубчатые венцы, устанавливается третье кольцо. Внутренняя поверхность зубчатого венца, обычно является также беговой дорожкой для поддерживающих и направляющих роликов.

Ротор для отрывки узких траншей или прорезания щелей представляет собой сварной диск коробчатого сечения с зубодержателями. Благодаря последовательному боковому смещению зубодержателя и зубьев обеспечивается отрывка траншеи расчетной ширины.

Рама ротора – пространственная металлическая конструкция для удержания ротора в необходимом рабочем или транспортном положении. Она служит также опорой для отвального конвейера, механизма привода ротора и электродвигателя этого механизма у многодвигательных машин. 

Передним по ходу экскаватора концом рама ротора соединяется с подъемным механизмом. Задний конец рамы поддерживается колесной опорой, перекатывающейся по дну траншеи, или подвеской (в экскаваторах с навесным ротором).

В плане рама прямоугольная (ротор находится внутри рамы). В верхней ее части размещается отвальный конвейер и узлы трансмиссии привода ротора у многодвигательных машин. В передней части рамы закрепляется секторная обечайка для удержания грунта в ковшах до продвижения их в зону разгрузки.

Для предварительного определения массы машин служит ГОСТ и типаж на эти машины. Ориентировочные массы отдельных узлов экскаватора определяется по соответствующим показателям машин – аналогов с учетом масштабности конструкций, установленных по теории подобия.

Для определения общих размеров машины и ориентировочных размеров ее узлов служат эмпирические формулы.

Диаметр ротора, измеряемый по кромке зубьев ковшей, Др=(1,75-1,85)·H, где Н – наибольшая глубина траншеи. Размеры ковша вк≈0,9 В; hк≈(0,5-0,6)·В; lк≈(0,4-0,6)·Lк, где вк, hк, lк – соответственно ширина, высота и длина ковша; В – ширина траншеи; Lк = – шаг ковшей.

Скорость рабочего перемещения экскаватора Vэ определяется по формуле Vэ= , где П – заданная производительность экскаватора.

Скорость вращения ротора wр – по формуле:

;                         (6.12)

где кр – коэффициент разрыхления грунта; кн – коэффициент наполнения ковша; nк – число ковшей на роторе; qк – вместимость ковша.

Величины qк и nк устанавливают по соответствующим ГОСТам и показателям машин аналогов и уточняют с учетом условий обеспечения гравитационной разгрузки ковшей и попадания грунта на отвальный конвейер.

По условию обеспечения гравитационной разгрузки ковшей скорость вращения ротора должна быть меньше критической, при которой центробежная сила, действующая на частицы в ковшах, находящихся в зоне разгрузки, уравновешивает их силу тяжести. Исходя из этого, критическая скорость вращения ротора:

;                                      (6.13)

где R- радиус ротора; g- ускорение силы тяжести.

Рекомендуемая фактическая скорость вращения ротора:

;                (6.14)

Окружные скорости роторов траншейных экскаваторов равны 1,6-2,7 м/с.

Суммарная мощность двигателя роторного траншейного экскаватора складывается из мощностей одновременно работающих механизмов экскаватора:

;

где Nр – мощность, необходимая для привода ротора и откосников; Nпер – мощность, расходуемая на привод рабочего передвижения экскаватора; Nтр – мощность, расходуемая на привод отвального конвейера; Nz – мощность, затрачиваемая на привод гидронасоса механизма подъема ротора.

Мощность для привода ротора определяется по формуле:

                  ;                   (6.15)    

где: П – производительность роторного экскаватора; к – удельная энергоемкость копания;  - плотность грунта; Н – глубина траншеи; ho – расстояние от дневной поверхности до места разгрузки; р – окружная скорость ротора; р – КПД привода ротора.

                          П= ;                            (6.16)

где qк – вместимость ковша; Zк – число ковшей; nр – число оборотов ротора; кн – коэффициент наполнения ковшей; кр – коэффициент разрыхления грунта; f – коэффициент сопротивления передвижению машины; ηпер – коэффициент полезного действия привода передвижения; i- уклон трассы передвижения машины.

Мощность для рабочего передвижения – по формуле:

;   (6.17)

где mэмасса экскаватора; f – коэффициент сопротивления передвижению машины; i – уклон трассы передвижения машины; β – угол наклона к горизонту результирующей сопротивлений копанию ротором; F- площадь сечения траншеи; hпер – КПД привода передвижения.

 

Мощность на привод отвального конвейера определяется по формуле (6.10), приведенной в разделе 6.2.3.

Мощность на привод гидронасоса механизма подъема ротора определяется в зависимости о его производительности (подачи) и рабочего давления в гидросистеме.


№ 74

Подготовка мерзлых грунтов к экскавации и их разработка чаще всего осуществляется механическим способом разрушения грунтов с использованием специальных машин, условно подразделяемых на две группы: машины для подготовки (предварительного рыхления, нарезания на блоки) мерзлых грунтов с последующей окончательной разработкой взаимодействующими с ними в комплексе землеройными машинами общего назначения (бульдозерами, скреперами, одноковшовыми экскаваторами); машины самостоятельно выполняющие весь комплекс разработки до заданной отметки и эвакуации мерзлого грунта.

К первой группе относятся рыхлители статического действия, рыхлители динамического действия, машины для отрыва грунта от массива, машины для нарезания щелей в мерзлых грунтах; ко второй – землеройно–фрезерные машины и траншейные цепные и роторные экскаваторы, рабочие органы и скоростные режимы которых приспособлены для разработки мерзлых грунтов с промерзанием на всю глубину траншеи.

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 712;