Экскаватор

 

Министерство  образования и науки РФ

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:

«Экскаватор»

 

Выполнили:

 

 

Проверил:

 

Казань 2011

Содержание

Содержание 2

1. Общие сведения. 3

1.1  Возникновение экскаватора. 3

1.2 Система индексации (маркировка машин) 5

1.3 Назначение и классификация 7

2. Одноковшовый экскаватор 10

2.1 Характеристика 10

2.2 10

2.3 Типы и классификация 16

3. Многоковшовые экскаваторы 25

3.1 Характеристика 25

3.2 Типы и характеристика 25

Заключение 27

Список использованных источников 28

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения.

1.1 Возникновение экскаватора.

 Появлению первого  экскаватора способствовало активное  железнодорожное строительство  в США, нехватка рабочих сподвигнула американца Отиса в 1832-1836гг разработать и создать модель первого парового экскаватора, который имел ходовую часть железнодорожного типа, ковш объёмом 1,14 куб.м, двигатель в 15 л.с., среднюю производительность в 45-50 куб.м/час. Такой экскаватор мог заменить около 50 строительных рабочих, а уже через несколько лет усовершенствованные модели Отиса могли заменить до 180 рабочих. Первым покупателем экскаватора стала Англия в 1842 году, после чего годом позже ещё четыре экскаватора были направлены в Россию для строительства Николаевской железной дороги. Но российские подрядчики не захотели использовать его при строительстве, и в 1848 году они были проданы на Урал, где в Нижнем Тагиле экскаватору нашли новое применение - для использования при добыче руды.  
 

Крупномасштабное строительство  каналов и железных дорог во второй половине девятнадцатого века, способствовало к активному развитию землеройных машин.

Германия в то время  активно применяла "строительные локомобили", на которых были установлены одноканатные грейферы.  
 

Россия же, до конца девятнадцатого века продолжала пользоваться дешёвой  рабочей силой и все землеройные работы выполнялись в ручную. И только при строительстве Транссибирской магистрали началось использование американских "землекопных машин".

В 1902 году на Путиловском  заводе был построен первый русский  неполноповоротный экскаватор железнодорожного типа, который оснащался сменным ковшом 2,3 куб.м и 1,5 куб.м. Весом в 65-75 тонн экскаватор обладал производительностью 100-290 куб.м./час. Благодаря интенсивности использования экскаватора при земляных работах в России к 1917 году их было построено 35 единиц, а строились и использовались машины такого типа до 30-х годов.  
 

Иногда использовались плавучие неполноповоротные экскаваторы  с прямой лопатой.

Масштабное строительство  огромных каналов во второй половине XIX и начале XX веков требовало перемещения гигантских масс грунта.

Суэцкий канал начал создаваться  в 1859 году, конечная его длинна насчитывала 160 км, при строительстве было перемещено 75 млн. кубометров грунта, а использовалась в основном ручная рабочая сила, что растянуло сооружение канала на 10 лет.

Панамский канал строился с 1880 по 1913 гг. В период с 1903 по 1913 гг. было задействовано более 100 одноковшовых и около 20 многоковшовых экскаваторов. Объём грунта, перемещённого при строительстве, составил 160 млн. куб.м.

Конец первой Мировой войны  стал началом общего развития техники, это сказалось и на экскаваторах. Экскаваторы начали оснащаться двигателями внутреннего сгорания и электроприводами, мощность и мобильность экскаваторов увеличилась за счет применения гусеничного и шагающего хода, вместе с увеличением видов дополнительного оборудования (прямая и обратная лопата, струг, драглайн…) увеличилась и сфера применения (тоннельные, вскрышные работы…). В то время, пока США и Россия пытались совершенствовать одноковшовые экскаваторы, Германия активно занималась строительством более мощного многоковшового экскаватора и специальных машин.

К началу 50-х годов использовались экскаваторы ЭГЛ-15 (Ново-Краматорского завода), Марион и Бюсайрус (американского производства), имеющие гигантские размеры и ковш объёмом в 30 куб.м.

Применение новых машиностроительных технологий во второй половине ХХ века позволило существенно усовершенствовать  экскаватор, наряду с разработкой дополнительного оборудования он стал действительно универсальной машиной.

Сейчас ручной труд при  выполнении земляных работ используется очень редко, причиной могут быть либо чересчур стеснённые условия работы или при избытке бесплатной рабочей силы.

1.2 Система индексации (маркировка машин)

 Системой индексации (маркировки) машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. 
Ранее в индексы, применявшиеся для обозначения отечественных экскаваторов, закладывалась только емкость его основного ковша. Например, Э-652Б - экскаватор с ковшом емкостью 65 декалитров (0,65 м3), модель 2, вторая модернизация (Б). По старой системе индекс не давал представления ни о типе ходового устройства экскаватора, ни об исполнении рабочего оборудования, что весьма важно для характеристики машины и ее эксплуатационных возможностей. Кроме того, определение размера (класса) одноковшового экскаватора только по емкости одного из применяемых на этой машине ковшей неопределенно и приводит к неправильному представлению о возможностях машины. Это в еще большей степени относится к гидравлическим экскаваторам, у которых емкость ковшей, применяемых на одной и той же машине, может отличаться в два и более раза. 
Размер экскаватора, от которого зависят его рабочие параметры, производительность и т. п., определяется совокупностью ряда факторов, нормируемых ГОСТом. При этом параметром, наиболее полно (по сравнению с остальными) характеризующим размер гидравлического экскаватора, является масса машины, определяющая ее устойчивость и возможность эффективного использования ковшей данных емкостей на соответствующих вылете, глубине или высоте. 
В основу действующей системы индексации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в основном в зависимости от эскплуатационной массы экскаватора. Емкости используемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориентировки. 
Эксплуатационной массой называется масса экскаватора с полной заправкой топливом и рабочей жидкостью гидропривода (без машиниста). 
Новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) предусматривает структуру индекса машины. Четыре основные цифры индекса означают по порядку их расположения: первая - размерную группу, вторая - тип ходового устройства, третья - исполнение рабочего оборудования и четвертая - порядковый номер данной модели. Буквы (А, Б, В...) обозначают очередную модернизацию данной машины, а также ее специальное климатическое исполнение (ХЛ, Т, ТВ). Например, индексом ЭО-3322А обозначают экскаватор одноковшовый универсальный 3-й размерной группы на пневмоколесном ходовом устройстве с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской рабочего оборудования, 2-й модели, прошедший первую модернизацию.

1.3 Назначение и классификация

 Экскаваторы , (название происходит от латинских слов «ех» и caveo», означающих «откапыватель») отличаются высокими рыхлящими способностями. Транспортирующие способности их невелики и определяются радиусом действия этих машин. Экскаваторами называют самоходные землеройные машины, которые разрабатывают и перемещают к месту складирования. Дальность перемещения грунта зависит от его параметров. Основными частями экскаваторов являются: 
-рабочее оборудование для копания; 
-ходовое оборудование; 
-комплект силового оборудования, приводящий в действие все механизмы экскаватора в действие

Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки времени, она относится к машинам прерывного (цикличного) действия, если производит все операции одновременно,— машиной непрерывного действия. К экскаваторам прерывного действия относятся одноковшовые, а к экскаваторам непрерывного действия — многоковшовые, скребковые и фрезерные.

Одноковшовые и многоковшовые  экскаваторы бывают сухопутные и  плавучие. Сухопутные экскаваторы имеют  гусеничное, пневмоколесное, рельсовое  и шагающее ходовое устройство.

Все механизмы экскаватора  приводятся в движение дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими двигателями. Наиболее экономичными являются дизельные и электрические двигатели. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, на экскаваторах, работающих в карьере, выгодно применять электродвигатели, так как электричество — наиболее дешевый вид энергии, а при работе на строительстве дорог, где машину часто перевозят с места на место, целесообразно использовать дизельные двигатели.

Если все механизмы  экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называют одномоторным. Если в экскаваторе  каждый механизм (или группа механизмов) приводится в движение отдельным  двигателем, такой привод называется многомоторным.

С целью передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используют следующие виды приводов: – механический, когда движение передается с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных передач; – гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос, маслопроводы и гидромоторы (или гидроцилиндры); в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (или гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение; – гидромеханический, в котором для передачи энергии используют гидротрансформатор в сочетании с механической трансмиссией; – электрический, применяемый на экскаваторах с многомоторным приводом в сочетании с механическим; – смешанный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического.

Таким образом, экскаваторы  классифицируют: – по способу перемещения (плавучие и сухопутные); – по типу силового оборудования (с дизелем, карбюраторным, электрическим, дизель-электрическим и т. д.); – по числу двигателей (одномоторные, многомоторные); – по виду привода (механические, гидравлические, гидромеханические, электрические); – по типу ходового устройства сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и с шагающим ходовым оборудованием).

Каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками — размерами, мощностью, назначением.

 

2. Одноковшовый экскаватор

2.1 Характеристика

 Одноковшовый экскаватор — землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счет перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остается неподвижным — тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора. Это отличает экскаватор от скрепера и погрузчика, где тяговое усилие при загрузке ковша создаётся перемещением корпуса машины.

Одноковшовый экскаватор — наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве и добыче полезных ископаемых.

2.2

Одноковшовый экскаватор состоит из следующих основных частей: ходового устройства 1 поворотной части 3 и рабочего оборудования 2.

Ходовое устройство воспринимает и передает на основание (грунт) нагрузки от массы машины и нагрузки, возникающие при работе, а также обеспечивает передвижение экскаватора. 
Ходовое устройство экскаваторов бывает следующих типов: 
Г - гусеничное с минимально допустимой опорной поверхностью гусениц;  
ГУ - гусеничное с увеличенной опорной поверхностью гусениц, предназначенное для работы на грунтах с низкой несущей способностью; 
П - пневмоколесное, позволяющее увеличить мобильность экскаватора, облегчить и ускорить его переброску собственным ходом с одного строительного объекта на другой; 
Ш - специальное шасси автомобильного типа, отличающееся от типа П тем, что, кроме двигателя, установленного на поворотной части экскаватора, на шасси установлен более мощный двигатель, обеспечивающий передвижение экскаватора с большой скоростью; ходовое устройство типа Ш имеет прочную и низкую специальную раму, отличающуюся по конструкции от рамы шасси грузового автомобиля; 
А - шасси грузового автомобиля; 
Тр - тракторное (обычно используют пневмоколесные тракторы).  
Поворотная часть состоит из поворотной платформы с механизмами и силовым оборудованием и рабочего оборудования. 
Поворотная платформа опирается через специальное роликовое опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости. Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на ходовые устройства различных типов. 
В зависимости от угла поворота поворотной платформы в горизонтальной плоскости эскаваторы называют полноповоротными или неполноповоротными. 
Поворотная часть полноповоротного экскаватора может вращаться вокруг вертикальной оси на неограниченный угол.

Полноповоротный экскаватор Э-652Б с механическим приводом на гусеничном ходу с гибкой подвеской  рабочего оборудования.

У машин этого типа на поворотной платформе установлены двигатель  и основные рабочие механизмы, а также укреплено рабочее оборудование. 
Неполноповоротными изготовляют лишь небольшие экскаваторы на базе тракторов.

Неполноповоротный экскаватор Э-2515 с гидравлическим приводом на базе трактора МТЗ-5ЛС/МС с жесткой подвеской рабочего оборудования.

У этих экскаваторов отсутствует  поворотная платформа, а рабочее  оборудование укреплено с помощью поворотной колонки непосредственно на ходовом устройстве, относительно которого оно вращается на ограниченный угол.

Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов — совокупность рабочего оборудования одноковшового экскаватора Рабочее оборудование для копания грунта называют основным, а рабочее оборудование для выполнения других операций — дополнительным.

Основное рабочее оборудование:

Прямая лопата

Схема рабочего цикла гидравлического  экскаватора с прямой лопатой

Прямая лопата - основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта выше уровня стоянки  экскаватора. Ковш прямой лопаты закреплен  на рукояти. Рукоять в свою очередь  шарнироно закреплена на стреле. Стрела шарнирно закреплена на поворотной платформе машины. У гидравлических экскаваторов ковш на рукояти закреплён подвижно - разгрузка ковша обеспечивается его опрокидыванием с помощью гидроцилиндра. У механических экскаваторов положение ковша относительно рукояти в процессе работы не меняется - разгрузка ковша выполняется при открывании его днища. Копают грунт в направлении от экскаватора. Прямая лопата обеспечивает наибольшее усилие копания и наибольшую производительность (за счёт минимального количества операций в одном цикле копания). Применяется для добычи полезных ископаемых и погрузочных работ.

Рабочий цикл экскаватора  с прямой лопатой состоит из следующих  операций:

Загрузка ковша — выполняется  поворотом рукояти относительно стрелы. Положение ковша относительно рукояти и стрелы относительно машины остается неизменным.

Поворот платформы — по окончании загрузки ковша выполняется  поворот платформы с рабочим  оборудованием экскаватора. Ковш перемещается к месту разгрузки. Его положение  относительно поворотной платформы  машины не изменяется.

Подъём стрелы - перед разгрузкой ковша выполнятеся подъём стрелы экскаватора для увеличения погрузочной высоты.

Разгрузка ковша - на гидравлических экскаваторах осуществляется поворотом  ковша относительно рукояти (опрокидыванием). На механических экскаваторах выполняется  открывание днища ковша.