Траншейные экскаваторы. Роторный траншейный экскаватор

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Кафедра строительных и дорожных машин

Отчёт

по практике

Тема:

Траншейные экскаваторы. Роторный траншейный экскаватор.

Руководитель

Ищенко А.П.

Студент гр. ТТ-09-1

2010

Содержание

Введение....................................................................................................

1. Назначение и общее устройство гусеничного т
рактора......................

2. Общее устройств
о и схемы работы.................................................

3. Классификация и система ихиндексации
....
.................................

4.
Технические параметры....................................................................

5.
Заключение.............................................................................................

6. Список литературы
...........................................................................

Bведение

Трактор - это универсальная машина, предназначенная перемещать и приводить в действие прицепляемые к ней разнообразные сельскохозяйственные механизмы. Из этого видно, что функции трактора двоякие: он, во-первых, работает как тягач, а во-вторых, как привод, что позволяет использовать его при выполнении самых разнообразных сельскохозяйственных работ. Выгоды трактора очевидны - скорость, экономия времени, производительность. Поэтому появление его составило революцию в сельском хозяйстве, быть может, самую важную со времен появления плуга. С этого времени механическая тяга стала постепенно вытеснять из сельскохозяйственного производства мускульную силу животных. Первые тракторы были паровыми. Еще в 1850 году английский изобретатель Уильям Говард применял для пахоты паровой автомобиль (локомобиль). Изобретение получило распространение, и паровые плуги широко использовались во второй половине XIX века в некоторых европейских странах (особенно в Англии, где их насчитывалось более 2 тысяч). Первые тракторы с двигателями внутреннего сгорания, сконструированные инженерами Хартом и Парром, были собраны в США в 1901 году. Их появление было встречено с восторгом, и американские фермеры возлагали на них большие надежды. Но быстро наступило разочарование, так как тракторы из-за своего огромного веса больше разрушали почву, чем помогали обрабатывать ее. К тому же они были чрезмерно велики для средней фермы. В ходе их использования обнаружилось множество конструкционных недостатков. Тракторы часто ломались, ремонт их требовал массу времени и больших затрат. Однако постепенно эти машины совершенствовались. В 1907 году на рынок поступили уже вполне работоспособные тракторы. Их вес, размеры и мощность уменьшились, зато повысилась надежность, что сделало применение трактора удобным в среднем по величине хозяйстве. Была создана сеть ремонтных мастерских, налажен выпуск запчастей, благодаря чему отрицательное отношение фермеров к этой машине было преодолено за несколько лет, и в Америке начался рост тракторной промышленности. В 1920 году в США было продано уже около 200 тысяч тракторов различных конструкций. В 1912 году фирма «Холт» впервые начала выпуск гусеничных тракторов. Вскоре трактор взял на себя приблизительно 80-90% всех пахотных работ на ферме. Помимо этого тракторный двигатель использовался для приведения в действие различных сельскохозяйственных машин (для этого он снабжался специальным шкивом). К нему могли подключаться молотилки, косилки, мельницы, лесопилки, маслобойки, соломорезки и другие вспомогательные механизмы. Трактор также брал на себя около половины работ, связанных с уборкой урожая. В дальнейшем благодаря созданию различных прицепных машин сфера применения трактора расширилась в несколько раз.

Назначение и общее устройство гусеничного т

рактора

Назначение и общее устройство экскаваторов.

Экскаватор (от лат. excavo - долблю, выдалбли­ваю) — основной тип выемочно-погрузочных машин, применяемых для производства земляных работ и добычи полезных ископаемых при открытой разработке месторождений.

Все экскаваторы разделяются на две группы: одноковшовые пе­риодического или цикличного действия и многоковшовые — непрерывного действия. Обе эти группы экскаваторов широко применяют­ся в мелиорации.Траншейные экскаваторы применяют на строительстве линейных подземных коммуникаций открытым способом для рытья траншей прямоугольного и трапецеидального-профиля под газо-, нефте-, водо- и продуктопроводы, канализационные и теплофикационные системы, кабельные линии связи и электроснабжения, а также рытья траншей под протяженные ленточные фундаменты зданий и сооружений и оконтуривания котлованов и выемок. Они представляют собой самоходные землеройные машины непрерывного действия с многоковшовым или бесковшовым (скребковым) рабочим органом, которые при своем поступательном перемещении разрабатывает сзади себя за один проход траншею определенной глубины, ширины и профиля с одновременной транспортировкой грунта в сторону от траншеи.

Производительность траншейных экскаваторов, постоянно передвигающихся во время работы и отделяющих грунт от массива с помощью группы непрерывно движущихся по замкнутому контуру ковшей или скребков, в 2…2,5 раза выше, чем у одноковшовых машин, при более высоком качестве работ и меньших энергозатратах на 1 м3
разработанного грунта. Причем траншейные экскаваторы способны эффективно разрабатывать как немерзлые, так и мерзлые грунты. Главным параметром экскаваторов является номинальная глубина отрываемой траншеи.

Каждый траншейный экскаватор состоит из трех основных частей: базового пневмоколесного или гусеничного тягача, обеспечивающего поступательное движение (подачу) машины; рабочего оборудования, включающего рабочий орган для копания траншей и поперечное (к продольной оси движения машины) отвальное устройство для эвакуации разработанного грунта в отвал или транспортные средства; вспомогательного оборудования для подъема-опускания рабочего органа и отвального устройства.

Общее устройство и схемы работы

Роторные траншейные экскаваторы предназначены для отрывки траншей в грунтах I - III групп под инженерные коммуникации, нефте- и газопроводы, дренаж. Они могут использоваться для оконтуривания котлованов, выемок и на других работах. Эти экскаваторы преимущественно применяют на линейно протяженных объектах с большим объемом земляных работ, когда не требуется частых передислокаций.

По способу соединения рабочего оборудования с тягачом роторные траншейные экскаваторы разделяют на навесные и полуприцепные. У полуприцепных экскаваторов рабочий орган спереди опирается на тягач, а сзади - на дополнительную пневмоколесную опору.

Конкретные модели и модификации роторных траншеекопателей могут отличаться конструктивным исполнением отдельных элементов рабочего оборудования (например, грунтометатели вместо конвейера) при сохранении общего принципа построения.

Роторные траншейные экскаваторы имеют некоторые преимущества перед цепными. Рабочий процесс отличается меньшей энергоемкостью ввиду отсутствия цепей, работающих в абразивной среде. У них более высокая производительность благодаря повышенному числу ссыпок, обеспечиваемому равномерностью вращения ротора и лучшими условиями разгрузки ковшей.

Однако у роторных экскаваторов большие (по сравнению с цепными) габаритные размеры и масса.

Роторный траншейный экскаватор (рис.29) в обычном исполнении представляет собой самоходную машину, состоящую из двух частей - тягача и рабочего оборудования.

Рис.29. Экскаватор траншейный роторный

1 - тягач;2, 3 - механизмы подъема задней и передней частей рабочего оборудования; 4, 6 - рамы; 5 - конвейер; 6 - конвейер; 7 - зачистное устройство; 8 - ротор; 9 - гусеничная тележка.

У тягача 1 смещенная кабина управления. Платформа в задней части предназначена для размещения на ней ротора в транспортном режиме. В качестве тягача используют чаще всего перекомпонованные тракторы или специальные тягачи с удлиненным гусеничным ходовым устройством 9 и узлами промышленных тракторов.

Рабочее оборудование включает ротор 8 с ковшами, конвейер 5, раму ротора 6, зачистное устройство 7, ножевой откосообразователь.

Ротор состоит из двух колец, соединенных ковшами, и установлен на опорных катках рамы. По внутренней окружности колец ротора на винтах закреплены зубчатые сегменты со специальным профилем зуба, которые находятся в зацеплении с зубчатыми колесами вала привода ротора. В рабочее и транспортное положение ротор переводится при помощи механизма подъема рабочего оборудования, состоящего из двух гидроцилиндров 2 и шарнирно-рычажной системы 3, связывающей раму ротора с монтажной рамой 4.

К раме ротора жестко крепится зачистное устройство. Оно формирует дно траншеи и является дополнительной опорой для рабочего оборудования. Конструктивно зачистное устройство представляет собой изогнутый по сложной кривой стальной лист, повторяющий по высоте профиль отрываемой траншеи и усиленный ребрами жесткости. Нижняя часть зачистного устройства имеет опорную поверхность в виде лыжи или металлического катка. Дно траншеи зачищается передней кромкой, выполненной в виде и ножа.

Привод механизма передвижения, вращение ротора и конвейера осуществляются от двигателя базовой машины при помощи механической или гидромеханической трансмиссии. Для оптимальных условий работы в различных грунтовых условиях трансмиссия обеспечивает несколько скоростей перемещения экскаватора и вращения ротора или их бесступенчатое изменение.

Рабочий процесс роторных траншеекопателей включает несколько операций: экскаватор располагают по оси траншеи и при отключенном механизме перемещения при помощи механизма подъема 2, 3 ротора переводят его в рабочее положение; включают выбранную рабочую скорость перемещения и одновременно привод вращения ротора; используя гидроцилиндры механизма 2, заглубляют ротор на проектную глубину; ковши ротора, оснащенные зубьями, разрыхляют грунт, который попадает внутрь ковшей и поднимается на поверхность; при прохождении верхней точки грунт из ковшей ссыпается на ленту конвейера и разгружается в отвал.

Поскольку ротор участвует в сложном движении, складывающемся из поступательного вместе с тягачом и вращательного относительно собственной оси, стружка срезаемого грунта имеет серповидную форму, причем сечение увеличивается от дна траншеи к дневной поверхности.

Основными направлениями дальнейшего совершенствования экскаваторов непрерывного действия является повышение их эксплуатационных характеристик (производительности и надежности), расширение универсальности и области применения.

Производительность как одна из важнейших эксплуатационных характеристик может быть повышена путем увеличения единичной мощности силовых установок для привода рабочего оборудования и совершенствования рабочих процессов разработки в транспортирования грунта.

За последние пять лет мощность экскаваторов непрерывного действия возросла в среднем на 20 %, а для отдельных категорий (экскаваторы-каналокопатели) - на 30-40 %.

Совершенствование рабочих процессов предполагает комплексное воздействие на грунт рабочими органами интенсифицирующего действия, применение инерционного способа разгрузки ковшей, использование эффекта обрушения грунта. Принятие указанных мер ведет не только к увеличению производительности, но и к снижению удельных показателей применения.

Надежность экскаваторов непрерывного действия повышают за счет использования современных комплектующих изделий и материалов, более совершенных конструктивных решений, а также высокого уровня их унификации.

Расширение универсальности и области применения экскаваторов непрерывного действия достигается использованием различных видов сменного рабочего оборудования (например, для раз работки мерзлых грунтов, отрывки широких или узких траншей и т.д.).

При проектировании и эксплуатации экскаваторов непрерывного действия различают техническую производительность для каждой категории грунтов и техническую производительность, усредненную по категориям грунта.

Техническая производительность экскаваторов непрерывного действия для грунтов одной группы Пт, м3/ч составляет

Пт =

vxF

vx

- рабочая скорость хода экскаватора, м3
/ч; F - площадь поперечного сечения выемки, м2
.

При определении технической производительности усредненной по категориям грунтов, учитывают долю грунта каждой категории в общей в

ыработке машин и производительность по каждой категории.

Работа экскаватора состоит из

: захвата грунта и наполнения ковша (копание); подъема наполненного ковша; поворота рабочего оборудования к месту разгрузки; разгрузки; обратного поворота рабочего оборудования с порожним ковшом. По мере разработки грунта экскаватор должен передвигаться на новое место стоянки. Одноковшовый экскаватор снабжен рабочим сменным оборудованием; ковшом, который либо подвешивается на канате к стреле, либо соединяется с жестко направляемой рукоятью или телескопической стрелой; ходовыми и силовыми устройствами. К сменному оборудованию относится обратная лопата для рытья котлованов, траншей с копанием ниже уровня стоянки. Обратной лопатой грунт копают движением ковша к экскаватору.

В роторных экскаваторах ковши укреплены по окружности колеса (ротора). При вращении колеса ковши захватывают грунт и разгружают его на транспортер машины. Из бункера или транспортера грунт выгружается в отвал или в транспорт.

Рабочий орган может располагаться различно относительно направления движения машины. У экскаваторов продольного копания цепь или ротор движутся в плоскости движения самой машины, поперечного копания — в плоскости, перпендикулярной к направлению движения. Имеются экскаваторы с угловым расположением рабочего органа.

Области применения цепных и роторных траншейных экскаваторов обычно различны. Цепные роют траншеи под кабели, канализационные трубопроводы, линии связи и др. глубиной до 7,5 м и шириной от 0,05 до 3,6м. За последние годы получили широкое распространение цепные траншейные экскаваторы малых моделей и экскаваторы-малютки с глубиной копания до 0,5 м.

В то время как область применения цепных траншейных экскаваторов ограничивается сравнительно мягкими грунтами, роторные траншейные экскаваторы копают траншеи в ломовых глинах и суглинках со щебнем при глубине промерзания верхнего слоя до 1 м. Такой экскаватор ЭТР-223 на базе трактора Т-130.1.Г-1 был представлен на выставке «Стройдормаш-81». Экскаватор ЭТР-134А, также демонстрировавшийся на выставке, предназначен для рытья траншей прямоугольного сечения и нарезания щелей в мерзлых грунтах. Он снабжен устройством для принудительного заглубления рабочего органа в грунт.

Производительность роторных траншейных экскаваторов (при тех же размерах ковшей) в 1,5—2 раза больше производительности цепных траншейных экскаваторов, так как у них более высокие скорости резания и лучшие условия разгрузки ковшей.

Роторные экскаваторы более надежны в эксплуатации, поскольку имеют большую жесткость и прочность ротора и крепления ковшей. Однако по сравнению с цепными их применение ограничивается определенной глубиной и шириной траншей.

У роторных траншейных экскаваторов почти всегда навесные рабочие органы установлены на специальном тягаче с выдвинутыми вперед двигателем для уравновешивания расположенного позади машины рабочего оборудования. В ряде конструкций зарубежного производства предусматривается возможность поперечного смещения ротора. Это позволяет рыть траншеи у стен зданий, заборов и других строений. Траншейные экскаваторы производятся в основном в СССР, США, Англии и ФРГ.По какому пути пойдет совершенствование траншейных экскаваторов? Увеличится ширина рабочего оборудования и глубина копания; будут созданы экскаваторы для работы в условиях низких температур; разрабатываются специальные цепные и роторные экскаваторы для строительства оросительных каналов и мелиоративных систем; начинают применяться системы автоматического регулирования глубины и направления рытья траншей и каналов.

Классификация и система их

индексации

.

Классифицировать - значит распределять на группы по наиболее существенным признакам.

Траншейные экскаваторы классифицируют по следующие основным признакам: – по типу рабочего органа — цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР); – по способу соединения рабочего оборудования с базовым тягачом — с навесным и полуприцепным рабочим оборудованием; – по типу ходового устройства базового тягача — на гусеничные и пневмоколесные; – по типу привода — с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом.

Наибольшее распространение получили гусеничные траншейные экскаваторы с комбинированным приводом. В индексе траншейных экскаваторов (рис. 4.34) первые две буквы ЭТ означают: экскаватор траншейный, а третья — тип рабочего органа (Ц — цепной, Р — роторный). Первые две цифры индекса обозначают наибольшую глубину отрываемой траншеи (в дм), третья — порядковый номер модели. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т. д.) означает порядковую модернизацию машины, последующие — вид специального климатического исполнения (ХЛ — северное, Т — тропическое, ТВ — для работы во влажных тропиках). Например, индекс ЭТЦ-252А обозначает: экскаватор траншейный цепной, глубина копания 25 дм, вторая модель — 2, прошедшая первую модернизацию — А

Технические параметры:

Технические характеристики роторного траншейного экскаватора ЭТР-224А
Базовая модель трактора	Т10.1111-12
Конструктивная масса экскаватора, кг	31020
Техническая производительность, м3 /ч	600
Двигатель	Д-160 с турбонаддувом
Эксплуатационная мощность, кВт (л.с.)	125 (170)
Гидравлическая система хода роторного траншейного экскаватора
Давление в системе, МПа (кгс/см2 )	14,0 (140)
Привод хода	гидромеханический с ходоуменьшителем, транспортным ходом от дизеля, рабочим ходом от гидромотора
Максимальная транспортная скорость, км/ч	4,25
Скорость рабочего хода (бесступенчатое регулирование), м/ч	10-300
Гусеничный ход
Длина, м		4,8
Ширина башмаков, мм		600
Колея, м		2,6
Рабочий орган
Привод ротора			механический
Количество ковшей, шт.			15
Объем ковша, м³			0,085
Параметры траншеи
Глубина траншеи, м			2,2
Ширина траншеи по дну, м			0,8
Ширина траншеи по верху, м			1,75

Технические характеристики роторного траншейного экскаватора ЭТР-223А
Базовая модель трактора	Т10.1111-12
Конструктивная масса экскаватора, кг	33500
Техническая производительность, м3 /ч	650
Двигатель	Д-160 с турбонаддувом
Эксплуатационная мощность, кВт (л.с.)	125 (170)
Гидравлическая система хода роторного траншейного экскаватора
Давление в системе, МПа (кгс/см2 )	14,0 (140)
Привод хода	гидромеханический с ходоуменьшителем, транспортным ходом от дизеля, рабочим ходом от гидромотора
Максимальная транспортная скорость, км/ч	4,25
Скорость рабочего хода (бесступенчатое регулирование), м/ч	10-300
Гусеничный ход
Длина, м		4,8
Ширина башмаков, мм		600
Колея, м		2,6
Рабочий орган
Привод ротора			механический
Количество ковшей, шт.			14
Объем ковша, м³			0,16
Параметры траншеи
Глубина траншеи, м			2,2
Ширина траншеи по дну, м			1,5
Ширина траншеи по верху, м			2,4

Силовые передачи являются частью привода экскаватора.

Приводом экскаватора

называют комплекс узлов и агрегатов, которые приводят в действие рабочее оборудование и механизмы экскаватора (поворота платформы, передвижения и др.) и управляют этими движениями. Привод включает в себя в основном двигатель, силовые передачи, систему управления.

Двигатель

(точнее - первичный двигатель) преобразует энергию тепловую или электрическую в энергию механическую.

Силовые передачи передают энергию от первичного двигателя к исполнительным механизмам, которые осуществляют движение элементов рабочего оборудования экскаватора (стрелы, рукояти, ковша) и другие функции (поворот платформы, передвижение машины, вспомогательные).

В одноковшовых строительных экскаваторах применяют механические силовые передачи (зубчатые, червячные, цепные, шарнирно-рычажные, канатные, клиноременные), транспортирующие энергию посредством взаимодействия твердых тел, и гидравлические, в которых рабочим телом, передающим энергию к исполнительным механизмам, является жидкость.

Система управления

- комплекс устройств, управляющих поступлением энергии к исполнительным механизмам, ее распределением между механизмами и регулированием скорости движения последних, а также предохраняющих конструкцию экскаватора от недопустимых перегрузок. В систему управления входят как устройства, находящиеся под контролем машиниста экскаватора, так и действующие автоматически.

Ротор

в технике [от лат. roto — вращаю (сь)],

1) вращаюшаяся часть двигателей и рабочих машин, на которой расположены органы, получающие энергию от рабочего тела (например, ротор Ванкеля двигателя) или отдающие её рабочему телу (например, Ротор роторного насоса). Ротор двигателей связан с ведущим валом, ротор рабочих машин — с приводным валом. Ротор выполняют в виде барабанов, дисков, колёс.

2) Вращающаяся часть, как правило, переменного тока машины — обычно цилиндрическое тело с пазами для размещения обмотки (см. Ротор электромашины).

3) В буровых установках ротор служит для вращения колонны бурильных труб в скважине.

Экскаватор обслуживают два человека

: машинист 6 разряда и помощник машиниста 5 разряда. Машинист управляет экскаватором. Помощник машиниста устанавливает вешки по оси траншеи, следит за работой ротора, периодически проверяет глубину траншеи.

Заключение

Данной отчет содержит материал о траншейным экскаваторе. В отчет входят: назначение,общие устройство, классификация, индексация и технические характеристики, сведение экскаваторов данной группы.

Собран материал о устройстве и конструктивном исполнении отдельных видов экскаваторов, предаставлен краткий анализ технических характеристик экскаваторов данной группы.

На рисунках показаны: общий вид экскаваторов (многоковшовые

,одноковшовые

),схемы и.т.д.

Список литературы.

1.Экскаваторы. Я.Е. Шостак, А.Н. Горнак. Минск. 1989.

2.Технологии строительного производства. О.О. Литвинова. Киев. 1973.