Розробка грунту екскаваторами
Робочий цикл одноківшевого екскаватора: Заповнення ковша; Переміщення до місця вивантаження; Вивантаження в відвал або на транспорт; Зворотний хід в забій.
Робочі параметри одноківшових екскаваторів при розробці виїмок, котлованів і траншей: максимально можлива глибина копання, висота копання, найбільший і найменший радіуси копання на рівні стінки екскаватора, радіус вивантаження і висота вивантаження.
Rmin - мінімальний радіус різання;
Rmax - максимальний радіус різання;
- Н - глибина копання;
Rв - радіус вивантаження;
Нв - висота вивантаження.
У технічних характеристиках екскаваторів будь-якої марки наведені, як правило, максимальні показники цих машин: радіуси різання, вивантаження, висота вивантаження і ін. Однак робота на максимальних параметрах призводить до швидкого зносу екскаватора і, як наслідок, до зниження продуктивності. Тому для виконання земляних робіт вибирають оптимальні робочі параметри, складові 90% паспортних даних.
Простір, в якому розміщується екскаватор і відбувається розробка грунту, називають екскаваторним забоєм, його форма і розміри залежать від устаткування і робочих параметрів екскаватора, розмірів виїмки і прийнятої схеми розробки ґрунту.
Екскаваторний забій - робоче місце екскаватора, в яке входять:
Висота або глибина забою повинні бути достатніми для заповнення ковша екскаватора за одне черпання. Якщо висота забою мала (при розробці планувальної виїмки), доцільно використовувати екскаватор в парі з бульдозером, який розробляє грунт і переміщує його до робочого місця екскаватора. Тут бульдозер підгортає грунт, забезпечуючи достатню висоту забою, що дає можливість ефективно використовувати екскаватор.
Важливо розташування екскаватора і транспортних засобів. Вони повинні розташовуватися так, щоб середня величина кута повороту екскаватора від місця заповнення ковша до місця вивантаження була мінімальною, оскільки поворот стріли може витрачати до 70% робочого часу екскаватора протягом циклу.
а) - пряма лопата з канатним управлінням робочим обладнанням; б) - зворотна лопата; в) - драглайн; г) - грейфер;
д) - профіль забою прямий лопати з гідравлічною системою управління; е) - то ж, зворотна лопата; ж) - грейфер;
Rk - радіус копання; Rв - радіус вивантаження; + Н - висота копання; Н - глибина копання; Hв- висота вивантаження
Залежно від розташування екскаватора щодо виїмки і його переміщення в процесі розробки грунту, екскаваторний забій може битьлобовой і бічний:
Лобовий забій - екскаватор розробляє грунт перед собою і відвантажує його в транспорт, що стоїть збоку або ззаду.
Розробка виїмок способом лобового забою ускладнює роботу транспорту. Крім того, середній кут повороту платформи екскаватора для навантаження грунту в транспортні засоби, особливо при роботі у вузьких вибоях, може досягати 180 °, що збільшує час робочого циклу екскаватора і знижує продуктивність. Більш ефективна розробка грунту способом бічного забою.
Лобовий забій може бути:
• вузьким У = (0,8 ÷ 1,5) Rрез - див. Нижче схеми проходок- ріс.а);
• нормальної ширини В = (1,5 ÷ 1,9) Rрез (використовується одностороння вивантаження транспорту) - див. Нижче схеми проходок ріс.б);
• розширеним В≥2,5 Rрез (двостороннє розташування транспорту) - див. Нижче схеми проходок- ріс.в), г).
Бічний забій - грунт розробляється перед собою і з одного боку від себе. Транспорт подається збоку від екскаватора і переміщається паралельно екскаваторної проходці. При цьому забезпечуються сприятливі умови для руху транспорту, а середній кут повороту становить 70. 90 °.
Екскаваторна проходка - виїмка, що утворюється в результаті послідовної розробки грунту при періодичному переміщенні екскаватора в забої.
Екскаватор з прямою лопатою
Екскаватор пряма лопата стоїть на дні розробляється забою, розробляє грунт вище рівня стоянки, на невелику глибину він може відривати грунт і нижче горизонту стояння, для чого влаштовують пандус, що дозволяє встановити машину в забої виїмки.
Пряма лопата являє собою відкритий зверху ківш з ріжучим переднім краєм, жорстко насаджений на рукоять, яка шарнірно з'єднана зі стрілою машини і висувається вперед за допомогою напірного механізму. Спорожняється ківш шляхом відкривання його днища. Така конструкція прямої лопати забезпечує їй найбільшу продуктивність. Для розпушування грунту ріжучий край ковша забезпечений зубами. Це стосується всіх видів змінного устаткування, але випускаються ковші і без зубів - із суцільною (зазвичай напівкруглої) ріжучої крайкою. При розробці грунтів I і II груп екскаватор може бути обладнаний ковшем збільшеного обсягу.
Одноковшеві екскаватори з робочим обладнанням "пряма лопата" доцільно застосовувати для розробки виїмок значних розмірів при відсутності грунтових вод або незначному їх притоці. При розробці грунту з навантаженням в транспорт "пряма лопата" - найбільш продуктивний вид робочого обладнання. Екскаватор з таким обладнанням розміщується на підошві забою і розробляє грунт вище рівня стоянки. Розробка грунту, як правило, здійснюється з навантаженням у транспортні засоби, які можуть розташовуватися на одному рівні з екскаватором або вище підошви забою.
Залежно від ширини котловану лобова проходка екскаватора пряма лопата може бути: а), б) - прямолінійною; в) - зиґзаґоподібної; г) - поперечно-торцевої: бічна проходка - застосовується при розробці широких котлованів
Розрахунок параметрів екскаваторного забою Нормальний лобовій забій
Rор - оптимальний радіус різання, Rор = (0,8 ÷ 0,9) Rmax;
lп - величина робочої пересування екскаватора,
lп = Rmax - Rmin або lп = 0,75 Lрукояті;
повна ширина нормальної лобовій проходки складе
Уширению лобовій забій
• Зигзагоподібна проходка В = (2,5 ÷ 3,0) R
де Rст - радіус різання на рівні стоянки
• Поперечно - торцева проходка В = (3,5 ÷ 3,8) R
де n - кількість поперечних передвіжек екскаватора.
Розрахунок параметрів бокового забою
де m - показник крутизни укосу, H - глибина виїмки.