Многоковшовые роторные экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы используются в процессе добычи полезных ископаемых (гравий, глина и прочее) для снятия породы. Еще они применяются для профилирования откосов железнодорожных выемок и каналов, а также перегрузки рыхлых материалов и пустой породы. Такая техника может обрабатывать грунты до 4-й категории, которые не содержат крупных камней (включений). Многоковшовый экскаватор бесперебойно работает, если диаметр включений не превышает пятой части ширины ковша.

История создания

Идея копающих колес была высказана еще в начале шестнадцатого столетия знаменитым ученым Леонардо да Винчи. Однако прототип современного экскаватора, оснащенного парой роторных колес, симметрично расположенных по отношению к конвейеру, был запатентован американским инженером Ч. Смитом лишь в конце девятнадцатого века.

На сегодняшний день индустрия производства подобного оборудования развивается путем выпуска машин, обладающих высокой производительностью, а также увеличенной удельной силой, с помощью которой осуществляется процесс выкапывания траншей и добычи полезных ископаемых.

Специфика работ

Как правило, многоковшовые экскаваторы используют в местах, где есть большой объем однотипной работы, сосредоточенной на одном участке. Причина тому проста – большие габариты техники. Перевозить ее с места на место ради мелких задач будет дорого и долго, а значит, нецелесообразно. Для небольших работ, подразумевающих регулярное перемещение, есть малые модели пневмоколесных или автомобильных экскаваторов.

Классификация многоковшовых экскаваторов[править | править код]

В зависимости от направления движения режущей кромки ковша по отношению к направлению движения машины различают экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания.

Экскаваторы продольного копания[править | править код]

У экскаваторов продольного копания направление движения режущей кромки ковша совпадает с направлением движения машины. Применяются для разработки узких траншей.

Экскаваторы поперечного копания[править | править код]

Цепной экскаватор поперечного копания

У экскаваторов поперечного копания направление движения режущей кромки ковша перпендикулярно направлению движения машины. Применяются для разработки котлованов, копания каналов, добычи полезных ископаемых.

Экскаваторы радиального копания[править | править код]

Перемещение рабочих органов производится поворотной телескопической стрелой.

В зависимости от способа закрепления ковшей различают цепные и роторные экскаваторы:

Цепные экскаваторы[править | править код]

Ковши закреплены на бесконечной цепи или цепях. Отвал грунта производится непосредственно из ковшей. Форма направляющей цепи обычно задаёт профиль копания.

Роторные экскаваторы[править | править код]

Роторный экскаватор радиального копания

Ковши закреплены на жестком роторе. Отвал грунта может производиться как непосредственно из ковшей, так и посредством транспортера.

Классификация

Роторные экскаваторы бывают как одноковшовыми, так и многоковшовыми. Первые представляют собой цикличное оборудование, повторяющее одни и те же действия. С помощью многоковшовых экскаваторов можно выполнять более широкий диапазон скребковых, фрезерных и прочих задач. Подобные экскаваторы бывают двух типов.

Карьерный экскаватор. Используется при разработке месторождений различных руд и угля. В категории многоковшового оборудования, предназначенного для карьерных работ, выделяют модели добычного и вскрышного типа. Материал добывается посредством поверхностного либо глубокого черпания. Карьерные машины используются при разработке почв до четвертого уровня сложности включительно.

Карьерные экскаваторы

Траншейный экскаватор относится к более универсальному оборудованию, которое задействуется для таких задач, как прокладка систем дренажа и орошение. Траншейное роторное оборудование позволяет вырывать траншеи глубиной до трех с половиной метров. Длительная безостановочная работа происходит в режиме совмещенного цикла.

Карьерное оборудование чаще всего используется при добыче пород скального типа, полезных ископаемых и песка. Предварительное рыхление перед стартом работ не требуется. Конструкция роторных колес может быть:

• полуячейковой;
• безъячейковой;
• ячейковой (ковши оснащаются специальными отсеками для разгрузки).

Промышленное роторное оборудование оснащается преимущественно безъячейковыми колесами по той причине, что они являются наиболее подходящими для нижнего копания. Разгрузка ковшей осуществляется в пределах общего желоба, расположенного внутри самого колеса, из которого грунт попадает на полотно конвейера роторной рамы. Для того чтобы заполнять ковши без каких-либо серьезных препятствий, их разгрузка начинается непосредственно во время процесса заполнения.

Как работают роторные экскаваторы

Особенности конструкции

Описание роторного экскаватора ЭТР-224

Роторный экскаватор справляется с задачей выработки горных масс благодаря специальным ковшам, фиксирующимся на роторе, который вращается как вокруг собственной оси, так и в направлении, позволяющем обеспечить наилучшее заполнение. Такое оборудование может использовать в работе специальную стрелу. Отвальные и роторные стрелы опускаются и поднимаются благодаря специальным противовесам. Подача ротора на площадку происходит благодаря выдвижному механизму, который приводит стрелу в движение.

Для того чтобы опорожнить емкости после забора грунта, используется механизм гравитации. Надстройка экскаватора состоит из поворотной платформы, мачты, поддерживающей стрелу и системы полиспастов. Оборудование фиксируется на ходовой части экскаватора посредством поворотно-опорного устройства.

Экскаваторы, предназначенные для нижнего и верхнего копания, оснащаются ковшами, которые отличаются друг от друга левым либо правым вращением. Чтобы снизить ударную нагрузку и уменьшить износ конвейерной ленты, безъячейковые роторные колеса обыкновенно снабжаются специальными разгрузочными питателями.

Технические параметры

Поперечное и радиальное оборудование роторного типа отличается по таким параметрам, как максимальная теоретическая производительность, а также по следующим показателям:

Технические характеристики роторных экскаваторов зарубежного производства

• По варианту опоры стрелы, использующейся для конвейерной разгрузки.
• По отсутствию либо наличию устройства для выравнивания поворотной платформы.
• По максимально допустимому уклону, с помощью которого определяется рабочий горизонт.

Исходя из особенностей разгрузки ковша, роторное оборудование подразделяют на инерционное и гравитационное. В первом случае разгрузка осуществляется под воздействием центробежной силы, которая выбрасывает породу за пределы ковша.

Разгрузка роторного оборудования происходит под влиянием силы тяжести, которое оказывает добываемая порода. Работа инерционных экскаваторов реализуется благодаря высокой частоте вращения колес, что позволяет центробежной силе развить воздействие, превышающее силу гравитации.

У роторных экскаваторов производительность является весьма высокой, и подобное оборудование вырабатывает до 10 000 кубических метров материалов за час. Роторные колеса отличаются внушительным диаметром (17 метров и выше). Рабочий процесс удается оптимизировать также благодаря вместительным ковшам, а добычу различных материалов возможно осуществлять на высоте до 50 метров.

Большие модели

К наиболее мощным зарубежным моделям роторного оборудования относятся экскаваторы на гусеничном ходу от известных европейских марок. К примеру, производительность германских машин SRS-6300 и SchRs-6340 превышает 230000 м3 в сутки. Последняя из перечисленных моделей оснащена 70-метровой стрелой, которая дает возможность осуществлять отработку уступов более 50 метров в высоту и 16 метров в глубину. Расчетной производительностью данного колесного роторного оборудования является 19100 м3, а 4 двигателя привода обладают мощностью 3365 кВт.

Роторный экскаватор SRS-6300

Самым большим роторным экскаватором российского производства считается ЭРШРД-5250, с помощью которого осуществляют добычу бурого угля.

Роторный экскаватор ЭРШРД-5250

Машина оснащена двумя десятками ковшей, позволяющими вырабатывать свыше 5200 м3 угля за час. Высота агрегата – более 50 метров, что эквивалентно 17-этажному жилому дому.

Масса этого многоковшового экскаватора (оборудован 22 ковшами) – около четырех тысяч тонн, что позволяет заполнить вагон грузоподъемностью свыше 80 тонн менее, чем за одну минуту. Роторы этой машины вращаются благодаря двум электрическим приводам мощностью 1000 кВт каждый.

Техника продольного копания

Это экскаватор траншейный многоковшовый. Бывает на гусеничном, колесно-гусеничном, пневмоколесном или автомобильном ходу. В свою очередь модели продольного копания подразделяются на те, что работают с кольцевой цепью, и те, рабочим органом которых является ковшовое колесо (ротор). Первые применяются для копки траншей шириной не более 1,1 м и глубиной до 3,5 м. Вторые могут рыть более глубокие ямы – 1,6-1,8 м.

Сфера применения

Подобная строительная техника активно задействована в добыче и разработке полезных ископаемых. Благодаря особенностям конструкции ковша, который работает непрерывно и позволяет зачерпывать руду и различные породы, с помощью роторных экскаваторов можно осуществлять следующие виды деятельности:

Основное рабочее оборудование роторного оборудования

• извлекать целые пласты горных пород;
• удалять ненужные части извлеченных пород в специальные отвалы;
• рыть канавы и траншейные ямы;
• отгружать и транспортировать извлеченные ископаемые.

Роторные экскаваторы обладают высоким КПД, что значительно сокращает расходы на разработку грунта и многие другие виды работ. Подобное оборудование отличается меньшим опорожнением ковша, что в свою очередь способствует увеличению производительности и снижению затрат. Оборудование непрерывного действия на сегодняшний день широко используется на площадках по добыче различных ископаемых нерудного типа, а также для селективной выемки разносортных пропластков и маломощных пластов.

Экскаваторы роторного типа способны работать практически при любых температурных условиях. В случае пород средней и низкой крепости использование роторных экскаваторов может осуществляться без необходимости проводить предварительные буровзрывные работы, что позволяет сэкономить время и значительно повысить КПД. Современное роторное оборудование способно за два-три дня выполнить добычу в таких внушительных объемах, на выработку которых с помощью прочей спецтехники может уйти несколько месяцев.

Видео по теме: Механик роторного экскаватора

Роторные полноповоротные

Как правило, этот тип имеет гусеничный ход. Но иногда встречается и рельсовый. Аппарат оборудуется ковшовым колесом и электроприводом. Он может резать породу радиальным методом в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Применяется для добычи полезных ископаемых, которые залегают в виде прослоек. Это могут быть огнеупорные глины и прочие материалы. Многоковшовый экскаватор (роторный) используется также на крупных строительных и вскрышных работах.

Преимущества многоковшовых машин

Несмотря на то что одноковшовые экскаваторы имеют гораздо более широкое распространение, многоковшовые обладают рядом неоспоримых преимуществ, позволяющих им удерживать свои позиции на рынке. Разберем эти особенности:

• Непрерывная работа по экскавации породы. Тем временем у одноковшового аппарата период непосредственного забора грунта составляет максимум 30% от всего рабочего времени.
• Если сравнивать многоковшовую и одноковшовую модель с одинаковой производительностью, то можно заметить, что одноковшовая машина является более тяжелой и громоздкой.
• Многоковшовый экскаватор расходует на выемку 1 кубического метра породы гораздо меньше энергии, чем аппарат такой же производительности, но с одним ковшом.

• Работая в строительном карьере, многоковшовое устройство предоставляет возможность как равномерного смешивания пород добываемого материала, так и их сортировки.
• Разрабатывая грунт, многоковшовый экскаватор обрабатывает скосы. В результате выемка получает почти идеальный профиль поперечного сечения. Одноковшовая машина разрабатывает выемку уступами и в каждом из них оставляет недобор.

Недостатки техники

Однако есть параметры, по которым одноковшовой экскаватор явно выигрывает. Возможно, именно из-за них он до сих пор лидирует на рынке. Многоковшовый экскаватор имеет такие слабые стороны:

• Эта машина – настоящий гурман, который способен разработать только однородный грунт не выше 4 класса или с мелким включениями до 3 класса. Одноковшовый экскаватор без проблем может работать с любым классом и типом грунтов, в том числе со скальными породами.
• Машина с одним ковшом не привередлива к погодным условиям, чего нельзя сказать о многоковшовом варианте.

Для наглядности разберем пару примером многоковшового экскаватора.

ЭМ-251

Это отечественный аппарат, который состоит из:

• Ходового и силового оборудования, а также механизмов, монтирующихся на неповоротную раму ленточного транспортера, который предназначен для отвала грунта в сторону или в кузов транспорта.
• Рабочего оборудования (цепи с ковшами), установленного на раме-стреле.

В качестве ходового оборудования выступает многоопорная гусеница. Мотор внутреннего сгорания передает вращение ведущим шестерням посредством цепной передачи. Гусеницы имеют рамы, соединенные с помощью полуосей и балансирующего устройства с основной рамой. Получается, что основная рама опирается на гусеничные в трех точках. Это позволяет достичь хорошей проходимости экскаватора.

Когда ковшовая цепь и сам экскаватор двигаются, образуется вертикальная траншея. Грунт, забранный ковшами, через бункер попадает на отвальный транспортер. Он, в свою очередь, выбрасывает его в сторону.

Экскаваторы многоковшовые траншейные цепные модели ЭМ-251 могут менять положение стрелы относительно рамы. Она откатывается по направляющим, что позволяет изменить степень ее заглубления, а следовательно, и глубину траншеи. При транспортировке агрегата стрела находится в верхнем положении. Управление машиной происходит с помощью специального пульта, который размещается в кабине оператора справа, около рычага КПП. Это позволяет водителю следить одновременно за движением аппарата и работой роющих механизмов.

ЭМ-182

Разберем еще одни экскаватор многоковшовый. Эм-281 – так иногда по ошибке называют данную модель. Она состоит из:

• Ходовой тележки с однореберными колесами. На нее устанавливается съемная рама, несущая бункер, турасный вал, ферму противовеса, кабину, верхнюю часть ковшевой рамы, и, конечно же, двигатель с трансмиссией.
• Нижней части ковшевой рамы, которая имеет два планирующих звена, несущих цепь с ковшами.
• Укосины, которая поддерживает систему каналов и блочную подвеску.
• Электрического оборудования и осветительных устройств.

Управление экскаватором осуществляется посредством трех рычагов, которые находятся в кабине оператора. Первый отвечает за включение ковшовой цепи. Второй – за ход тележки. Ну а третий – за подъем и опускание стрелы. Последняя задерживается в нужном положении благодаря тормозу, располагающемуся на червячном валу. Электродвигатель передает движение через клиновые ремни, натяжение которых, равно как и угол огибания шкива, обуславливается положением натяжного устройства. Главный вал передает вращение через цепную передачу турасному. Грунт, срезанный ковшами, передается в бункер, а затем поступает в вагонетки, транспортирующие его к месту назначения.

Благодаря подъемной лебедке многоковшовый экскаватор, фото которого приведено выше, может применяться как для верхнего, так и для нижнего параллельного черпания, во время которых оба конца ковшевой рамы синхронно поднимаются и опускаются. Таким образом, ковшовая рама двигается параллельно самой себе. Ковши при этом снимают слой одинаковой толщины на любой высоте забоя. Чтобы осуществить веерное резание, подразумевающее движение только одного конца рамы, ее опускают соответствующим образом.

Заключение

Сегодня мы выяснили, что собой представляют многоковшовые экскаваторы и почему они не так распространены как одноковшовые. Стоит отметить, что ограничения работоспособности машин, налагаемые видом грунта, весьма условны и различны для разного типа экскаваторов. А непрерывное усовершенствование многоковшовых машин и внедрение новых конструктивных решений позволяет полагать, что в скором времени все недостатки будут устранены

Кстати говоря, к многоковшовым экскаваторам условно относятся также непрерывные землеройные машины, несмотря на то что в них вместо ковшей рабочим органом являются фрезы или скребки.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (1 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

Читайте также:

Как эксплуатировать и обслуживать редукт... Самые популярные мотоблоки Викинг и возм... Фронтальный погрузчик на трактор своими... ТОП-3 популярных погрузчика модельного р...