Экскаватор. Устройство и принцип работы

 

     МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

     ТАТАРСТАН 

     АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ 
 

     Кафедра транспорта и хранения нефти и газа 
 
 

Реферат 

На тему «Экскаватор. Устройство и принцип работы» 
 

                                                                                                                                            

                 
 
 
 

             

        

Выполнил: студент группы 28-02в

Баширов Ф.Ф.

номер зачетной книжки:

28-02в-01

Проверил: канд. техн. наук                Доцент кафедры ТХНГ                                                   Гильмутдинов  Ш.К.

                  
 
 
 

Альметьевск  2010

 

 

    Содержание 
 

    Введение…………………………………………………………….…..3

    1.Виды  землеройных устройств……………………………………....4

    2.Принцип  работы……………………………………………………..6

    3. Одноковшовый экскаватор………………………………………....7

    3.1 Классификация………………………………………………..8

3.1.1 По возможности поворота рабочего

оборудования  относительно опорной поверхности  ….…8

3.1.2 По типу шасси ………………………………………..9

3.1.3 По типу двигателя…………………………………….13

3.1.4 По типу механических передач (приводов рабочего оборудования) ………………………………………………14

    3.2 Рабочее оборудование…………………………………….…15

    3.2.1 Основное рабочее оборудование……………………………15

    3.2.2 Дополнительное рабочее оборудование…………………19

    4. Многоковшовый экскаватор…………………………………….…20

4.1 Классификация многоковшовых экскаваторов…………….21

Заключение………………………………………………………………23

    Список  использованной литературы…………………………………..24 

 

    

    Введение 

    Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные  для копания и перемещения грунта. Все экскаваторы в зависимости от использования рабочего времени для собственно копания грунта делят на две большие группы: непрерывного действия — многоковшовые и периодического (цикличного) действия—одноковшовые. Многоковшовые экскаваторы обе операции — копание грунта и его перемещение'— выполняют одновременно; одноковшовые эти операции выполняют последовательно, прерывая копание на время перемещения грунта. Таким образом, рабочее время машины, в течение которого выбирают грунт, и производительность многоковшовых экскаваторов выше, чем одноковшовых. Несмотря на это, одноковшовые экскаваторы распространены шире вследствие их универсальности, т. е. возможности применять их как на земляных, так и на погрузочно-разгрузочных работах в самых тяжелых, в том числе скальных (с предварительным взрыванием), грунтах. Применение многоковшовых экскаваторов ограничено: в основном их используют при рытье траншей и добыче нерудных материалов в карьерах с однородными грунтами без каменных включений. По способу перемещения экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. По конструкции ходового устройства сухопутные экскаваторы подразделяют на гусеничные, колесные и шагающие (последнее применяют только в одноковшовых экскаваторах).

    По  типу применяемого основного (первичного) двигателя современные экскаваторы бывают дизельными или электрическими. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, дизели используют на экскаваторах там, где машину нужно сравнительно часто перевозить с места на место, например на строительстве нефте- и газопроводов, железных и шоссейных дорог, гражданском строительстве и т. п.

    На  экскаваторах, постоянно работающих в одном месте, например в карьерах по добыче нерудных материалов, выгодно  применять электродвигатели, которые проще и дешевле в эксплуатации.

    По  приводу механизмов различают экскаваторы  одномоторные, у которых все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал, и многомоторные, у которых рабочие механизмы приводятся несколькими двигателями, независимо работающими друг от друга.

    В СССР все строительные одноковшовые экскаваторы с механическим приводом выпускают одномоторными. Многомоторный  привод применяют на строительных гидравлических экскаваторах.

    По  типу силовых передач движения от двигателя к рабочим механизмам строительные экскаваторы делятся на механические и гидравлические.

    У механических экскаваторов движение передается непосредственно от первичного двигателя  ко всем механизмам с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных и других механических передач (механическая трансмиссия).

    У гидравлических экскаваторов роль трансмиссии  выполняют гидронасос (один или несколько), трубопроводы и гидродвигатели (гидромоторы  или гидроцилиндры). В трубопроводах  циркулирует рабочая жидкость, передающая энергию от насосов к гидродвигателям, которые приводят рабочие механизмы в движение.

    До  конца 60-х годов в нашей стране в основном выпускали полноповоротные  экскаваторы с механическим приводом и гибкой подвеской рабочего оборудования. В девятой пятилетке (1970—1975 гг.) быстро развивалось производство гидравлических экскаваторов с жесткой подвеской рабочего оборудования ( 5—7). Такое расширение выпуска гидравлических экскаваторов определяется целым рядом их конструктивных, технологических и экономических преимуществ по сравнению с экскаваторами с механическим приводом.

    Кроме перечисленных признаков классификации, экскаваторы каждой из групп отличаются друг от друга назначением, размерами  и мощностью. 
 

    1.Виды землеройных устройств 

    Экскаватор  является землеройной машиной для  вынимания грунта. Экскаватор может  оснащаться различными землеройными устройствами. Землеройное устройство экскаватора  включает :

1. ротор
2. раму и конвейер с несущей лентой, ведущим и ведомым барабанами, опорными роликами
3. боковые оградительные щитки, состоящие из пластин и кронштейнов

    Отличительной стороной представленного устройства является размещении боковых оградительных  щитков ниже верхней ветви ленты  конвейера. Кроме того, ведущий и  ведомый барабаны и ролики размещены на раме экскаватора, а лента огибает раму устройства, причем ведущий барабан снабжен механизмом натяжения.

    Стандартный экскаватор имеет землеройную машину, содержащею грунтоотборное устройство с ленточным конвейером, включающим собственную раму, состоящую из 2-х частей: горизонтальной и наклонной, и ленту, огибающую обе эти части. В таком устройстве имеется собственная металлоконструкция рамы, которая включает продольные и поперечные лонжероны, жестко закрепленные между собой и на которые монтируются барабаны, ролики опорные и поддерживающие. Рама грунтоотборного устройства опирается сверху на раму роторного экскаватора.  

    Также существует разновидность роторного  экскаватора с конвейером, который  с помощью горизонтальной секции, выполняющей роль рамы конвейера, опирается на раму экскаватора. Экскаватор такой конструкции имеет недостаток в виде наличия двух рам :

• рамы конвейера
• рамы землеройной машины

    Наиболее  совершенным является землеройное  устройство экскаватора, содержащий ротор, раму и конвейер, включающий собственную раму, передний и задний направляющие щиты, несущую ленту с поддерживающими роликами и боковые оградительные щитки, состоящие из кронштейнов с эластичными фартуками, прилегающими к поверхности ленты и стоек и имеющие с ними постоянный непосредственный контакт.

    Но  и этот экскаватор не лишен недостатков, его слабостью являются сложность  и большая металлоемкость конструкции  за счет включения в нее собственной  рамы конвейера, закрепленной на раме ротора, и наличия дополнительных роликов для боковых оградительных щитков. Малая степень надежности работы системы защиты при исполнении соединения в замкнутое пространство двух концов ленты посредством замков или болтов, которые в процессе перемещения ленты повреждают эластичные резиновые фартуки. Кроме этого, одностороннее давление перемещаемого материала при стимулирующем перемещении грунта за счет скольжения ленты в ту или иную сторону по длине ведомого и ведущего барабанов конвейера изгибает при этом края ленты и образует клиновое пространство с направлением сужения в сторону края ленты и вниз, что сопутствует зажиму в этом пространстве твердых частиц материала и интенсивному их перемещению непосредственно в межлентовое пространство, которое раньше ими же и защищалось. Таким образом создается обратный эффект.

    Наличие верхнего расположения защитного устройства, а также выполнение конвейера  в виде рамной конструкции вызывает необходимость закрепления на несущих  брусьях рамы вместе с оградительными щитками также и внешних концов осей опорных и поддерживающих роликов. Такое исполнение не позволяет создать полностью замкнутое пространство, т.к. при этом обязательно детали выходят за пределы габаритов ленты конвейера, что не позволяет отвести поток грунта, ссыпающегося с верхней ветви ленты за пределы габаритов рабочей поверхности роликов и нижней ветви ленты, попадая на которые, влажные частицы грунта прилипают к ним и нарушают работоспособность механизмов.

    Экскаватор  выпускаемый промышленностью, в  целях уменьшения пространства, занимаемого  конвейером, использует в своей контрукции искусственные методы уменьшения высоты конвейера путем перемещения нижней ветви ленты вверх двумя поддерживающими роликами, которые установлены с внешних сторон рамы экскаватора. Они поднимают и удерживают ленту над рамой экскаватора, не допуская их контакта. Однако внешняя сторона ленты при перемещении влажных грунтов бывает наиболее грязная, поэтому поддерживающие ролики от налипшего грунта часто увеличиваются в размере с хаотичным его расположением по длине ролика, что меняет силу натяжения ленты на разных ее участках, нарушает режим работы деталей и узлов конвейера и, в конечном итоге, экскаватор потребуется полностью остановить для очиски роликов. В противном случае, может наступить механическое повреждение ленты конвейера и полный выход ее из строя.

    Кроме того экскаватор с двумя рамами, рамы непосредственно конвейера  и рамы экскаватора, на которой смонтирована первая рама, уменьшает полезное пространство внутри ротора, в котором роторные землеройные машины испытывают большой дефицит и которое могло бы использоваться более рационально, например: для увеличения глубины копания, которая ограничивается высотным положением продольных брусьев рамы землеройного устройства над дневной поверхностью разрабатываемого грунта. 
 

    2.Принцип работы 

    Экскаватор  работает следующим образом. Экскаватор посредством ротора захватывает  грунт ковшами, а при дальнейшем вращении грунт при помощи направляющих щитков высыпается на ленту конвейера, при этом благодаря передаче крутящего  момента на ведущий барабан он увлекается лентой вместе с лежащим на верхней ветви ленты грунтом и под действием сил инерции отрывается от поверхности ленты в месте ее перегиба на ведущем барабане и продолжает перемещаться в свободном падении к месту его отсыпки.