Назначение и классификация рабочего оборудования

Широкое распространение в строительстве получили бульдозеры, автогрейдеры, экскаваторы, краны, погрузчики и другие машины, выполняющие операции по разработке материалов и их транспортированию. Многие современные машины оснащают большим набором сменного рабочего оборудования (рис. 6). Строительные и дорожные машины часто создаются на базе колесных и гусеничных тягачей. Все рабочее оборудование можно разделить на группы по технологическому назначению: грузоподъемное, погрузочное, планировочное, рыхлительное, сваебойное, экскавационное и др.

Рис. 6. Сменное оборудование к колесным и гусеничным машинам:

а- бульдозерные отвалы; б- корчеватели-собиратели; в- кусторез; г-снегоочиститель; д- лесовал; е-корчеватель; ж- толкатель; и- рыхлители; к- катки; л-скреперы; м- землевозвые тележки; н- грейдер; п- грейдер-элеватор; р- канавокопатель; с- крановое оборудование

Рис. 7. Рабочее оборудование:

а — обратная лопата;.6 — прямая лопата с открывающимся днищем; в — прямая лопата с опрокидывающимся ковшом; г — ковшовый погрузчик; 1 — поворотная платформа; 2 — кабина машиниста; 3 — стрела; 4 — верхняя удлиняющая часть стрелы; 5 — тидроцилиндр рукояти; 6 — гидроцилиндр ковша; 7 — рукоять; 8 — рычаг ковша; 9 —ковш; 10 — зуб \ ковша; 11 — тяга; 12 — гидроцилиндр стрелы; 13 — петля днища ковша; — гидроцилиндр| днища ковша.

Машины большой мощности обычно имеют рабочее оборудование одного вида. Средние по мощности машины оснащают сменным оборудованием двух-трех видов. Машины малой мощности часто изготовляют универсальными с большим набором сменного рабочего оборудования.!

На рис. 7, 8 и 9 показано рабочее оборудование прямой и обратной лопаты, ковшового погрузчика, телескопического планировочного устройства и грейфера.

В качестве рабочих органов многих землеройных и погрузочных машин используют ковши, отвалы, ножи, зубья. Ковши режущей кромкой или зубьями рыхлят и отделяют грунт (перерабатываемый материал) от массива, набирают и при помощи системы рабочего оборудования пepeгpyжают его в транспортные средства или в насыпь. Отвал режущей кромкой (ножом) срезает и перемещает грунт по направлению движения или в сторону. Нож отделяет грунт от основного массива и перемещает его в ковш, на отвальную поверхность, на ленточный конвейер и др. Зубья рыхлят и отделяют грунт от основного массива. Зубья и ножи могут быть как самостоятельными рабочими органами (зуб рыхлителя, дисковый нож грейдера-элеватора), так и дополнительными элементами других рабочих органов.

Рис. 8. Рабочее оборудование экскаватора-планировшика:

1 — рама стрелы; 2 — гидроцилиндр поворота стрелы вокруг оси; 3 — задняя стенка стрелы; 4, 7, 16, 25, 26 — ролики; 5, 8 — неподвижная и подвижная секции стрелы; 6, 11, 20 — оси; 9 — гидроцилиндр поворота рабочего органа; 10 — шток; 12 — палец; 13 — рабочий орган; 14 — проушина; 15, 19 — подвижный и неподвижный штоки;

17 — сдвоенный гидроцилиндр механизма выдвижения (втягивания); 18, 22 — трубы; 21 — уголки; 23 — полая часть штока; 24 – кронштейн

Основными параметрами, характеризующими рабочие органы и их элементы, являются:

для ковша — объем V, ширина Вк, высота Нк, длина LK (рис. 10, а); для ножа— угол резания у0, угол заострения , задний угол , длина LH, ширина Вн (рис. 10, г5);

для отвала с ножом—параметры ножа, угол захвата (угол поворота отвала в плане относительно продольной оси машины), центральный угол 0, радиус кривизны R, высота отвала Н0, длина отвала L0, угол наклона отвала у (рис. 10, е);

Для зуба — угол резания у0, угол заострения , задний угол , ширина Вз длина L3, расстояние между зубьями (рис. 10, г).

Рабочее оборудование кранов и экскаваторов (рис. 11) может иметь не только жесткую подвеску с использованием тяг, рычагов и гидроцилиндров, но и гибкую.

Прямая лопата (рис. 11, а) предназначена для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора. Она состоит из стрелы 5, рукояти 4, ковша 3, головных блоков стрелы, напорного механизма и канатов: подъемного 1 и стрелового 2.

Рис. 9. Рабочее оборудование грейфера:

1 — стрела; 2 — гидроцилиндр рукояти; 3 — рукоять; 4 — подвеска; 5 — гидроцилиндр поворота ковша; б — гидроцилиндр открывания и закрывания створок ковша; 7 —стойка; 8 — ползун; 9 — тяги; 10 — створки ковша

Цикл работы одноковшового экскаватора, оборудованного прямой лопатой, включает следующие операции: копание грунта (выдвижение и подъем рукояти с ковшом), поворот на разгрузку (платформа со стрелой, рукоятью и ковшом поворачивается относительно ходовой части), разгрузку (открывается днище ковша), поворот в забой, возврат рукояти и опускание ковша на подошву забоя. Для выполнения перечисленных операций экскаватор, оборудованный прямой лопатой, имеет следующие механизмы: напорный для выдвижения и возврата рукояти с ковшом, подъемный (главная лебедка) для подъема и опускания ковша и поворотный для вращения платформы со стрелой и рукоятью.

Рис.10. Элементы рабочих органов землеройных машин:

а- ковш с ножом; б- нож; в- отвал; г- зуб.

Рис. 11. Экскаватор с гибкой подвеской:

в — прямой лопаты; б —драглайна; в —грейфера; г – крановое оборудование

Для изменения угла наклона стрелы служит стреловая лебедка, а для передвижения экскаватора—ходовой механизм.

Экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования и ковшами объемом до 0,3 м3 не имеют напорного механизма. Напорное движение рукоять получает при одновременном подъеме ковша и опускании стрелы.

Драглайн (рис. 11,б) разрабатывает грунты, расположенные ниже уровня стоянки экскаватора. В состав его оборудования входят стрела 5, ковш 3, наводка — система направляющих блоков 8 и канаты—стреловой 2, подъемный 1, тяговый 7 и разгрузочный 6. Цикл работы драглайна включает следующие операции: копание грунта (подтягивание ковша тяговым канатом), подъем ковша (одновременное натяжение подъемного и тягового канатов), поворот платформы на разгрузку, разгрузку (опускание тягового каната при натянутом подъемном), поворот платформы в забой, опускание ковша на грунт (опускание тягового и подъемного канатов).

Грейферное оборудование (рис. 11, в) применяют при погрузочно-разгрузочных работах с сыпучими, мелкокусковыми и штучными материалами и грузами, а также при разработке колодцев, траншей, котлованов в легких грунтах. Грейферный ковш состоит из двух створок (челюстей) 9, присоединенных к шарнирам нижней траверсы 13 и тягам 12. Подъемный канат 1 закреплен на верхней траверсе 11, замыкающий 10—на нижней.

Замыкающий канат предназначен для стягивания челюстей ковша, врезавшегося в грунт, в перегружаемый материал. Цикл работы грейфера включает следующие операции: копание грунта (смыкание челюстей) подъем ковша при одновременном натяжении подъемного и замыкающего канатов; поворот платформы на разгрузку; разгрузку (опускание замыкающего каната); поворот платформы в забой и опускание раскрытого ковша на грунт.

Крановое оборудование (рис. 11, г) служит для выполнения погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работ. Оно состоит из стрелы 5, стрелового каната 2 и подъемного 7, крюковой обоймы 14. Для крепления к грузовому крюку крана поднимаемых грузов применяют различные грузозахватные устройства: стропы, траверсы, захваты.

Рабочими органами бульдозеров и автогрейдеров являются отвалы, имеющие механическую или гидравлическую систему управления, а рабочими органами погрузчиков—ковшовые и челюстные захваты, оснащенные, как правило, гидравлической системой управления. Рабочие органы скреперов—ковши.