Роторный экскаватор руководство по эксплуатации

Роторный экскаватор – это машина, которая сегодня используется в большом количестве областей. Растущий спрос на данную установку существует из-за большого количества преимуществ, которыми обладает конструкция. Сегодня расскажем не только об областях применения и преимуществах данного аппарата, но еще рассмотрим классификации агрегатов и продемонстрируем фотографии самого большого из них.

Классификация машин и агрегатов

Многоковшовые экскаваторы различаются устройством и техническими способностями. В зависимости от выполняемых функций они бывают вскрышными и добычными. И первыми, и вторыми проводится разработка грунта. По направлению рабочего поля их делят на модели продольного или радиального копания. На участках разной сложности могут меняться способы подхода ковшей к грунту: удаляется порода, вынимается земля верхним или нижним черпанием.

Существуют роторы специального траншейного типа:

• плужно-роторный, движущийся в одном направлении;
• быстроходный траншейный комплекс военного назначения;
• шнеково-роторный.

Для открытых разработок идеальный вариант – поворотный (карьерный) экскаватор.

По способу передвижения они объединяются в две крупные группы: самоходные (на гусеницах и рельсах) или навесные (прикреплённые к трактору тягачу).

Характеристики агрегатов

Роторные экскаваторы и их устройство включает в себя характеристики, которые и выступают в качестве решающих факторов при выборе данной машины для совершения копательных работ на карьерах и других областях добычи полезных ресурсов.

Выделим несколько важных характеристик:

• Диаметр каждого колеса конструкции. Они достигают диаметра до 18 метров.
• Вместимость ковшей в аппарате. Каждый из них способен вместить в себя ресурсов объемом в 1600 литров.
• Примерный показатель производительности. Ковши роторного экскаватора способны выдавать показатель в 10.000 м³/ч в области производительности.
• Высота, на которой происходит разработка. Устройство способно продуктивно работать на высоте до 33 метров.
• Глубина, на которую уходят ковши. Максимальная глубина, на которой способны работать агрегаты средних размеров достигают 5 метров.

Это основные характеристики машин, которые все чаще используются в крупных проектах по добыче и осваиванию месторождений полезных ископаемых.

Важно то, что показатели характеристик роторных экскаваторов могут меняться в зависимости от конкретных моделей и марок.

Области применения и работоспособность

Роторный траншейный экскаватор востребован в строительстве газопроводов, канализационных и коллекторных коммуникаций, при прокладке подземных систем связи на километровые расстояния, при рытье неглубоких котлованов. Им удобно проводить выемку земли на раскопках или масштабных ремонтных, при спасательных операциях.

Открытый песчаный или глиняный карьер и роторный экскаватор не мыслятся по отдельности. Машина способна добывать и отгружать сыпучие вещества высоты до 25 м и на 5 метровой глубине. Используются они и при прямой разработке угольных забоев, когда надо вскрыть почвенный пласт, отгрузить готовую продукцию или отвалить породу.

Главная общая особенность всех экскаваторов данного типа — возможность бесперебойного круглосуточного эксплуатирования с высокими показателями производительности, применение в труднодоступной местности. Климатические условия, повышение или понижение температурного режима не влияют на качество. Подобный цикл выгоден при добыче рудных ископаемых, природных строительных материалов. Экономятся финансы, благодаря конструкции ковшей минимизируются потери во время погрузки.

Область применения траншейных экскаваторов

Назначение траншейных экскаваторов – подготовка ям, котлованов и траншей определенных размеров и формы для строительства различных объектов жилого, производственного либо дорожно-транспортного комплекса. Они используются на строительстве следующих объектов:

1. Подземных коммуникаций различного назначения путем открытого рытья траншей:
   Трубопроводов для транспортировки воды, газа, нефти и т.п.,
2. Централизованных систем отопления,
3. Канализационных систем,
4. Кабельных линий связи либо электроснабжения.
5. Ленточных фундаментов большой протяженности для установки различных зданий и сооружений,
6. Для создания ровных контуров будущих котлованов и других строительных выемок.

ИНТЕРЕСНО! Траншеекопатели, в отличие от одноковшовых экскаваторов, способны разрабатывать грунт абсолютно любого типа, даже мёрзлый и каменистый.

Сходства и различия конструкций

Принцип действия и устройство роторных экскаваторов у большинства механизмов одинаковые. Они представляют единую систему и состоят из поворотной платформы, к которой крепятся важные узлы: ходовая часть, кабина с пультом управления, надстройка с мачтами, отвальная и роторная стрелы с конвейерной лентой.

Разница бывает существенной только в:

• количестве ковшей, диаметре круга, к которому они крепятся;
• длине стрелы;
• размещении надстройки;
• метраже отвала, его поворотах и в тоннаже противовеса;
• мощности двигателя;
• способах разгрузки ковшей (от центробежной силы или от тяжести) и в передвижении.

Существуют незначительные отличия модификаций, выраженные в ковшовой вместительности, глубине, высоте копания. Они сказываются на том, как используют агрегаты.

Преимущества применения подобных агрегатов

Выделим несколько объективных преимуществ, из-за которых все большое количество крупных предприятий, занимающихся добычей, делают выбор в пользу таких машин:

• Высокий уровень производительности. Она достигает более 10.000 м³/ч.
• Надежность всей конструкции. Она редко ломается, а ее починка возможна на месте.
• Способность работать в разном климате. Стабильно выполнять свою задачу установка может как в жару, так и в сильный мороз. Данный фактор расширяет области применения аппаратов.
• Осуществление работ на разной высоте. Капать можно на высоте, которая превышает уровень самой установки, или находится ниже его.
• Длина стрелы. Это позволяет работать ему в стационарном положении.
• Долгота непрерывной работы. В течение нескольких суток установка способна функционировать без остановки.

Это лишь начальный список положительных черт, но их получение сопровождается высокой стоимостью.

Технические параметры агрегатов

Характеристики видов и моделей отличаются цифровыми показателями. За основу можно взять средние или конкретные числа, но каждый вид оборудован телескопической (складывающейся) или стационарной стрелой, на конце которой вращается ротор. Закрепляется её положение при помощи лебёдки и тросов, пропущенных между полиспастами на мачтах. С противоположной стороны устроена аналогичная отвальная стрела. Механизм их опускания и поднимания проходит по одинаковой схеме, угол зависания регулируется противовесами. Эти части все вместе образуют надстройку, способную поворачиваться вокруг оси на 360°. Это значительно расширяет возможности добычи. Узел разгрузки (конвейер) имеет автономную поворотную механику с углом отклонения 270°, что упрощает прокладку подъездных путей для транспорта. Принцип работы карьерных и траншейных агрегатов почти идентичен.

Мировые роторные экскаваторы-монстры

Большой горный комбайн работает в Германии близ Кёльна на шахте «Гамбах». Bagger 288 имеет высоту 94 метра и длину 220 м. Огромное колесо диаметром 32 м весит 13 500 т, закреплено на 60-метровой стреле. Производительность гигантского роторного экскаватора – 245 тысяч м 3 в сутки. Способен выкапывать уголь с глубины 100 м. Передвигается по поверхности на 12 гусеницах. Их размеры (высота 3, ширина 3,5, длина 15 метров) рассчитаны в соответствии с общим весом.

Обслуживается чудо техники бригадой из 5 человек. Работа на одном месторождении продолжается до тех пор, пока будет целесообразной и выгодной. Главная трудность – при перемещении удерживать равновесие ротора и правильное направление, чтобы избежать раскачки. Кроме того, очень важно выбирать ровную поверхность.

Конкурировать со своим сородичем может Bagger 293. Он построен в 1995 году для формирования карьеров, работает непрерывно по 3–5 суток. Входит в Книгу рекордов как обладатель крупнейшего механизма.

Людей не перестаёт удивлять, как это работает. Оказывается, достаточно просто соблюдать правила техники безопасности, владеть инженерными знаниями, и обслуживание подобных агрегатов не составит труда.

Достоинства использования налицо. Длительный срок эксплуатации (60–70 лет), огромнейшие объёмы работ и количество выполняемых функций быстро окупают затраты на строительство, техническую поддержку.

Экскаватор ЭТР-254 (базовая модель) предназначен для разработки траншей под магистральные трубопроводы диаметром 1220, 1420 и 1620 мм при глубине копания 2,5 м (720, 920 и 1020 мм при глубине 2,5 м — для ЭТР-254-01; 1220 и 1420 при глубине 3 м — для ЭТР-254-02). Основные конструктивные отличия экскаватора ЭТР-254-01 от ЭТР-254 следующие: меньшая ширина ротора с однорядным расположением ковшей; одинарное колесо задней опоры; односкоростной цилиндрический редуктор привода конвеера. Тягач, система навески и соединение тягача с рабочим органом, а так же ряд узлов рабочего органа полностью унифицированы с теми же узлами экскаватора ЭТР-254. База экскаваторов — специальный тягач, в конструкции которого использованы все основные и трансмиссионные узлы трактора К-701 и узлы ходовой части трактора Т-130. Привод передвижения — механический, с гидравлическим переключением передач; привод ротора и транспортера механический, подъем рабочих органов — гидравлический; приводной двигатель — ЯМЗ-240Б (ЯМЗ-240БМ) мощностью 300 л.с.; экскаваторы имеют 32 скорости рабочего хода (от 20 до 509 м/ч). Опытные образцы экскаватора ЭТР-254-01 испытывали на строительстве газопровода в районе между Уренгоем и Надымом, где они показали хорошие результаты и с 1982 г. начат их серийный выпуск. В зимний сезон 1982-1983 г. установочная партия экскаваторов ЭТР-254-01 выполнила большой объем работ в районе Уренгойских газовых месторождениях, а десять этих же машин с февраля по апрель 1983 г. отрыли в мерзлых и вечномерзлых грунтах около 240 км траншей с промерзанием на полную глубину!
Экскаватор ЭТР-254-05 имеет устройство для рекультивации грунта — два дополнительных ротора (2), устанавливаемых по обеим сторонам основного ротора (1). Одним проходом по оси траншеи роторным рекультиватором снимают плодородный слой почвы с полосы шириной 3,5 м. Для этого транспортеры экскаваторов ЭТР 254-05, имеющие гидравлическую подвеску, оснащают устройством, увеличивающим дальность транспортировки грунта на расстояние 11-13 м от края полосы рекультивации до середины отвала.

Для осуществления щелевых технологий разработки траншей в многолетнемерзлых грунтах в 80-е годы в трубопроводостроительной отрасли были предприняты попытки создать щелерез с глубиной копания 2,5 м. Опыт применения отечественных роторных экскаваторов средней и большой мощности для разработки траншей в ММГ показал высокую эффективность, обусловленную способом резания грунтов «крупный скол», но только при удельной мощности 200 л.с. и более приходящейся на квадратный метр площади поперечного сечения траншеи. При удельной мощности менее 100 л.с./м2 процесс резания ММГ превращается в процесс износа зубьев на наждаке.

Испытания двух опытных образцов показали неспособность бесковшовых рабочих органов поднять грунт с глубины более 1,5 м (фото 1). После неудачной попытки создания бесковшового щелереза, ВНИИСТ получил возможность реализовать проект щелереза с ковшовым (роторным) рабочим органом, реализующим принцип резания грунта «крупный скол». Опытный образец щелереза с глубиной копания 3 м при ширине рабочего органа 0,5 м был создан как сменный рабочий орган серийного роторного экскаватора ЭТР-254-01 (фото 2). Рабочий орган снабжен колесной опорой в транспортном положении. В рабочем положении рабочий орган опирается на жесткую опору, а колесная опора перемещается по берме траншеи. Привод ротора-механический, взаимозаменяемый с ЭТР-254-01, привод транспортера — гидравлический. Приемочные испытания проведены на Ямбургском месторождении. Была подтверждена способность разработки прочных ММГ с темпом 80-100 м/ч. По результатам приемочных испытаний щелерез вошел в отраслевой каталог трубопроводостроительной техники под индексом ЭТР-254-06.

Техническая характеристика роторных экскаваторов семейства ЭТР-254

Экскаватор ЭТР-254А является модернизацией экскаватора ЭТР-254. Модернизации были подвергнуты тягач и рабочий орган экскаватора. Модернизация тягача включала удлинение гусеничного хода, уменьшение вылета силового агрегата и кабины, опускание натяжного и ведущего колес. Усилен задний мост, улучшены эргономические характеристики. Введена пониженная рабочая скорость для более стабильной работы экскаватора на особопрочных грунтах. При модернизации рабочего органа были повышены прочность ковшей ротора, долговечность реечного зацепления, поддерживающих и направляющих роликов, цепного привода, надежность привода конвейера. Уменьшена энергоемкость копания путем усовершенствования расстановки зубьев ковшей ротора. Изменены конструкции муфты предельного момента н редуктора реверса ротора, которые обеспечивают более надежное предохранение трансмиссии от перегрузок.

Конструкция экскаваторов разработана СКБ «Газстроймашина» по исходным требованиям ВНИИСТ и Главтрубопроводстроя; выпускались Московским экспериментальным механическим заводом (МЭМЗ) Миннефтегазстроя по заявкам главков и объединений.

Особенности роторных экскаваторов

Все экскаваторы, имеющиеся на рынке спецтехники подразделяются на одноковшовые и многоковшовые модели. Первые применяются в основном на строительных площадках. Они относятся к машинам одного цикла, то есть выполняют определённую работу за единицу времени.

Вторые используются в горнодобывающей промышленности, разработках полезных ископаемых, разработке песка из карьеров. Они относятся к технике непрерывного действия, соответственно обладают большей производительностью по сравнению с одноковшовыми моделями. Землеройная техника непрерывного действия разделяется на машины роторного и цепного действия. Рассмотрим роторный экскаватор.

Роторные траншейные экскаваторы

Было:

одноковшовые строительные экскаваторы. Классификация. Экскаваторы с рабочим оборудованием: крановым, грейферным, прямой и обратной лопаты; драглайна. Экскаваторы с гидравлическим приводом. Гидравлические и гидропневматических молоты. Неполноповоротные гидравлические универсальные экскаваторы. Малогабаритные мини- и микроэкскаваторы. Экскаваторы-планировщики.

ЭКСКАВАТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Экскаваторами непрерывного действия называют землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспортное средство или укладкой в отвал. Рабочий орган экскаватора непрерывного действия оборудован несколькими ковшами, скребками или резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их закрепляют на едином рабочем органе — роторе или замкнутой цепи, располагая с определенным постоянным шагом.

Грунт разрабатывают в процессе двух независимых движений:

относительного — многократного непрерывного перемещения ковшей или заменяющих их рабочих органов по замкнутой траектории относительно несущей рамы и переносного — перемещением рамы вместе с рабочими органами, называемого подачей. Для отсыпки грунта используют специальное транспортирующее устройство, чаще — ленточный конвейер, на который грунт поступает из ковшей или заменяющих их рабочих органов.

Однотипность рабочих движений предопределяет автоматизацию процесса и, как следствие, облегчение управления, которое сводится к начальной настройке экскаватора на определенный режим в соответствии с технологическими требованиями и характеристикой разрабатываемого грунта, наблюдению за его работой и оперативному ручному управлению в экстремальных ситуациях, например, для остановки рабочего органа при встрече с непреодолимым препятствием, для изменения режимов рабочих движений и т.п. По этому показателю экскаваторы непрерывного действия имеют преимущество перед одноковшовыми экскаваторами, управление рабочим процессом которых требует постоянного участия машиниста в течение каждого экскавационного цикла. Вторым важным преимуществом этих экскаваторов перед одноковшовыми является более полное использование во времени установленной мощности энергосиловой установки и, как следствие, при прочих равных условиях, более высокая техническая производительность.

Классифицируют

экскаваторы непрерывного действия (рис.138) по следующим признакам.

По назначению
или виду выполняемых работ: траншейные — для рытья и засыпки траншей;

карьерные — для добычи строительных материалов в карьерах;

строительно-карьерные — для массовых земляных работ в строительстве.

По типу рабочего органа

: роторные и цепные.

По способу копания

: продольного, когда относительное и переносное движение совершается в одной плоскости, и поперечного копания — в противном случае.

Остальные классификационные признаки являются общими для строительных машин (по типу привода, ходового устройства и др

.).

Траншейными экскаваторами называют землеройные машины непрерывного действия с рабочим органом продольного копания, применяемые для рытья траншей — выемок большой протяженности по сравнению с размерами их поперечных сечений.

В зависимости от типа рабочего органа различают роторные
ицепныетраншейные экскаваторы
. У роторного экскаватора ковши располагают с равным шагом по периферии рабочего органа — ротора, а у цепных — на замкнутой ковшовой цепи. Роторные экскаваторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3
м
) в связи с тем, что дальнейшее увеличение этого параметра требует увеличения диаметра ротора и связанной с этим габаритной высоты, предельные значения которой регламентированы условиями безопасного передвижения экскаватора при его перебазировании на новый строительный объект под мостами, эстакадами, линиями электропередач и т. п. Цепные рабочие органы при их переводе в транспортное положение располагаются почти горизонтально без увеличения габаритной высоты. Поэтому цепные экскаваторы могут разрабатывать траншеи любой практической глубины. Отечественная промышленность выпускает цепные экскаваторы для разработки траншей глубиной до 6
м
.

Траншейные экскаваторы эффективно применять для разработки однородных грунтов до IV категории включительно. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин, приводят к частым отказам, простоям и дополнительным затратам на ремонтно-восстановительные работы. Специальные роторные траншейные экскаваторы способны разрабатывать также мерзлые грунты.

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экскаватор наиболее полно реализует свои технологические возможности при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля одноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи, входящая в его индекс. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м

; ЭТЦ-165 — экскаватор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6
м
. Основными параметрами служат масса экскаватора и мощность двигателя.

Траншейный экскаватор состоит из тягача и рабочего оборудования, соединенных между собой по полуприцепной (большинство роторных экскаваторов) или навесной (малые модели роторных экскаваторов и их облегченные модификации, цепные экскаваторы) схемам.

В качестве базовых тягачей для малых моделей траншейных экскаваторов используют обычно гусеничные или колесные тракторы с необходимым переустройством. Тягачи средних и тяжелых моделей экскаваторов изготавливают преимущественно из тракторных узлов и деталей, сохраняя при этом принципиальную схему тракторного движителя, но по сравнению с базовыми тракторами уширяя колею и удлиняя базу. Вместе с широкими башмаками этим достигается уменьшение давления на грунт (50…80 кПа

), что позволяет этим машинам работать в грунтах с пониженной несущей способностью.

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах). Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экскаваторы.

Рабочее оборудование роторного траншейного экскаватора (рис.139) состоит из рабочего колеса — ротора 6
, установленного на поддерживающих
5
и направляющих
11
роликах рабочей рамы
14
, закрепленной на раме обечайки
13
, ножевых откосников
12
, зачистного щита
10
, задней опоры
9
и отвального конвейера
4
(рис.139,
а
). Несущими элементами ротора служат два кольца
20
(рис.139,
б
), расположенные в параллельных плоскостях, с закрепленными по периферии ковшами. На широких роторах ковши устанавливают в два ряда со смещением одного ряда относительно другого на половину шага ковшей, обеспечивая этим более равномерную нагрузку на ротор при копании грунта. Ковш состоит из арки
19
с установленными в ее передней части зубьями или без них и днища
18
из переплетенных в двух направлениях цепей. Ковши открыты в лобовой части для поступления в них грунта и с внутренней стороны для разгрузки.

Все операции рабочего процесса ротора выполняются при его непрерывном вращении в сочетании с поступательным движением тягача. При движении ковшей по забою снизу вверх они разрабатывают грунт и заполняются им. От просыпания грунта внутрь ротора предохраняет неподвижно установленная на рабочей раме обечайка 13

(рис.139,
в
) с верхним краем в начале зоны разгрузки. По достижении ковшами этой зоны грунт разгружается в открывшуюся внутреннюю полость ротора на отвальный конвейер
4
, а далее последним — в бруствер с одной стороны траншеи (рис.139,
г
). Цепные днища ковшей, благодаря подвижности цепных звеньев от собственного веса, способствуют более полному опорожнению ковшей.

Для эффективной разработки грунта, зубья на ковшах устанавливают по схеме (рис.139,д

), реализующей метод «крупного скола», заключающийся в том, что в пределах каждой из двух или трех одинаковых групп последовательно расположенных на роторе ковшей каждый зуб
21
перемещается по своей полосе, следуя за зубом предшествующей группы в той же полосе. Так, при двух групповой расстановке, реализуемой в конструкциях отечественных траншейных роторных экскаваторов, и при 14-ковшовом роторе по следу зубьев 1-го ковша перемещаются лишь зубья 8-го ковша, по следу 2-го — зубья 9-го ковша и т.д. По ширине передней кромки зубья расставлены примерно с одинаковым шагом. Для повышения износостойкости зубьев их передние грани упрочнены износостойкими наплавками или напайками из вольфрамокобальтовых пластин состава ВК15, по твердости соизмеримых с оксидом кремния, входящего в состав большинства грунтов.

Ножевые откосники 12

(рис.139,
а
) устанавливают с двух сторон ротора наклонно в продольном и поперечном направлениях, закрепляя их неподвижно на кронштейнах рамы. При движении экскаватора они отделяют грунт в зоне откосов от массива (рис.139,
г
), где он обрушивается вниз, захватывается ковшами и выносится на разгрузку вместе с грунтом, отделяемым от массива в лобовой части забоя.

Отвальные ленточные конвейеры имеют два конструктивных варианта: с цилиндрической поверхностью рабочей ветви конвейерной ленты — криволинейные, устанавливаемые на малых моделях экскаваторов, и двухсекционные (рис.139,г

), составленные из двух прямых секций, из которых одна — горизонтальная — является приемной, а вторая — наклонная — отвальной. Последняя устанавливается под требуемым углом к приемной секции с помощью гидроцилиндра. Двухсекционные конвейеры устанавливают на средних и тяжелых экскаваторах. При переводе экскаватора в транспортное положение криволинейный конвейер устанавливают симметрично продольной оси экскаватора, а отвальную секцию двухсекционного конвейера откидывают вниз, уменьшая этим габаритную ширину рабочего оборудования. Скорость движения конвейерной ленты не превышает 5
м/с
.

Установленный в задней части рабочей рамы зачистной щит 10

(рис.139,
а
) служит для профилирования дна траншеи путем срезания гребней, образованных смежными зубьями, и зачистки траншеи от осыпавшегося грунта из не полностью разгруженных возвращающихся в забой ковшей. Обычно его соединяют с задней опорой в виде сдвоенного колеса или лыжи. Для частичной разгрузки задней опоры при разработке тяжелых, включая мерзлые, грунтов тяжелые модели роторных траншейных экскаваторов дополнительно оборудуют лыжами
8
, управляемыми гидроцилиндрами
7
, или колесными опорами с каждой стороны рабочей рамы с опиранием их на бровки траншеи.

Для соединения рабочего оборудования с тягачом используют сцепное устройство в виде ползунов, перемещающихся по направляющим, установленным на тягаче, либо в виде плоского коленчато-рычажного механизма 15

с опорно-поворотным устройством
16
или без него. Для установки рабочего оборудования на требуемую глубину траншеи, а также для его перевода из рабочего I положения в транспортное II и наоборот используют гидравлические цилиндры
1
и
3
. Опорно-поворотное устройство позволяет экскаватору работать на закруглениях без заклинивания ротора в траншее, а также при поворотных движениях экскаватора с полуприцепным рабочим оборудованием в транспортном положении.

Роторные траншейные экскаваторы оборудуют автономной дизельной силовой установкой 17

. Для передачи движения исполнительным механизмам (ходовому устройству, ротору, отвальному конвейеру и вспомогательным устройствам для подъема рабочего оборудования и отвальной секции двухсекционного конвейера, установки дополнительных опор) применяют механические, гидромеханические и электрические трансмиссии. Для передвижения на транспортных скоростях обычно используют многоскоростную реверсивную коробку передач базового трактора, а для передвижения на рабочих скоростях к ней подключают ходоуменьшитель, работающий как понижающий редуктор. В гидромеханическом варианте ходовое устройство в рабочем режиме приводится в движение гидромотором, питаемым рабочей жидкостью от регулируемого насоса. Эта схема обеспечивает бесступенчатое регулирование скоростей в нескольких диапазонах при совместной работе коробки передач и ходоуменьшителя и позволяет выбирать рациональные скоростные режимы в зависимости от категории разрабатываемых грунтов.

Ротор приводится в движение через механическую трансмиссию на тягаче, две двухступенчатые цепные передачи 2

и две открытые зубчатые пары шестерня-зубчатый венец ротора с каждой стороны последнего. Движение отвальному конвейеру передается от приводного вала ротора через систему цепных передач. Применяется также индивидуальный привод ротора и отвального конвейера от электродвигателей, питаемых электроэнергией от приводимого дизелем генератора переменного тока. Для привода вспомогательных механизмов используют обычно объемный гидропривод с нерегулируемыми насосами.

Конструктивные особенности

Роторные машины различаются устройством ходовой части. В частности, модели изготавливаются на гусеничном или рельсово-шагающем ходу. Высокая производительность техники, является не единственным достоинством роторных машин. Непрерывный рабочий цикл, делает эксплуатацию техники более выгодной в финансовом плане. Стоит отметить, лучшее опорожнение ковшей и минимальное количество потерь разрабатываемого грунта.

У рассматриваемых моделей, ковши расположены на большом колесе (роторе). Это обеспечивает разработку грунта в оптимальном направлении. Если вырабатывается поверхностный слой, то ротор вращается по направлению хода часовой стрелки. При работе с нижним слоем, вращение происходит в противоположную сторону. Кроме того, ковши могут вращаться в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Забор грунта в ковши происходит по стандартной схеме, однако, опорожнение ёмкостей выполняется по следующим принципам: инерция или гравитация. В первом случае, на породу в ковше оказывает действие центробежная сила, выбрасывающая грунт из ёмкости. При гравитационном методе, разгрузка происходит за счёт собственного веса выработки.

Экскаваторы роторного типа могут работать в любых климатических условиях. При этом эксплуатация машин происходит без лишних затрат и потери производительности.

Законодательная база Российской Федерации

действует Редакция от 01.01.1970

Подробная информация

«ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТНЫЕ СМЕТНЫЕ НОРМЫ НА СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ. СБОРНИК N 1. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ. ГЭСН-2001-01» (утв. Госстроем РФ)

Таблица 1-01-005 Разработка грунта траншейными роторными экскаваторами

Состав работ:

01. Установка экскаватора в рабочее положение с заглублением рабочего органа (ротора).

02. Разработка траншей с очисткой ковша и ленты конвейера.

03. Проверка глубины траншеи.

04. Подъем ротора из траншеи с установкой экскаватора в нерабочее положение.

Измеритель: 1000 м3 грунта

Разработка грунта траншейными роторными экскаваторами при ширине траншеи 1,2 м глубиной до 1,4 м, группа грунтов:

Разработка грунта траншейными роторными экскаваторами при ширине траншеи 1,5 м глубиной до 1,3 м, группа грунтов:

Разработка грунта траншейными роторными экскаваторами при ширине траншеи 1,8 м глубиной до 1,4 м, группа грунтов:

Технические параметры

Ротор расположен на телескопической или стационарной стреле. Изменение положения стрелы в пространстве происходит за счёт лебёдки, трос которой пропущен через мачты полиспасты. Регулировка положения стрелы, происходит при помощи установленных противовесов.

Стоит отметить, что этот вид экскаватора имеет два вида стрелы: отвальную и роторную. Для каждой конструкции предусмотрена одинаковая схема подъёма и опускания. В совокупности, это образует надстройку экскаватора, которая поворачивается на 360 градусов относительно своей оси.

Каждая модель оборудована разгрузочным контейнером. Стоит отметить, что этот узел имеет автономную систему поворота. Такая схема обеспечивает отклонение стрелы на 270-300 градусов, относительно горизонтальной плоскости. Средний размер ротора составляет около 20 метров в диаметре. Объём ковшей – около 12 литров, глубина разработки может достигать 20-25 метров, при этом высота выработки равняется 50 метрам.

Такие технические характеристики, обеспечивают машине производительность до 10 000 кубометров в час.

Разновидности

Многоковшовые машины квалифицируются по целевому предназначению. Таким образом, можно выделить траншейные и карьерные машины.

Карьерный экскаватор. Техника относится к многоковшовым машинам непрерывного действия, хотя существуют и одноковшовые модификации. Эта категория подразделяется на вскрышные и добычные модели. Выработка материала происходит поверхностным или глубоким черпанием. Техника предназначена для разработки почвы до 4 категории сложности, без предварительного рыхления. Используется на песчаных карьерах, разработках полезных ископаемых, выработке скальных пород.

Карьерные экскаваторы состоят из отдельных узлов, объединённых в одну схему. В случае выхода из строя одного узла, нет необходимости разбирать всю машину, достаточно провести агрегатный ремонт в полевых условиях.

Траншейный экскаватор. Это машины более широкого применения. Они используются для формирования траншей различного назначения: для инженерных коммуникаций, газовых или нефтяных трубопроводов. Кроме того, машины предназначены для прокладки оросительных каналов, дренажных и осушительных систем. Стоит отметить, что базовые ковши могут быть заменены фрезой или скребками.

Рабочий процесс

Являясь машиной непрерывного действия траншейный экскаватор наиболее полно реализует свои технологические возможности при разработке траншей большой протяженности с возможно меньшим числом пионерных выемок для ввода рабочего органа в траншею, которые обычно дорабатывают до полного профиля одноковшовыми экскаваторами.

Главным параметром траншейного экскаватора является глубина отрываемой траншеи, входящая в его индекс.

1. Например, ЭТР-254 обозначает экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной до 2,5 м;
2. ЭТЦ-165 — экскаватор траншейный цепной пятой модели, глубина траншей до 1,6 м. Основными параметрами служат масса экскаватора и мощность двигателя.

Роторный экскаватор

При разработках и добыче ископаемых, на работах, связанных с глубоким и поверхностным черпанием, для вскрышевания и других подобных работах незаменимым техническим устройством является экскаватор роторного действия. Это устройство работает на своем ходу, которое выполняет работу непрерывно, действующее на гусеничном ходу или же на рельсовой платформе. В работе экскаватор использует стрелу, которая может быть выдвижной либо нет.

Применение роторных экскаваторов является повсеместным и он широко используется для множества видов работ, проводят добывающие работы, посредством черпания ковшом, удаляют извлеченные породы в отвалы, способны извлекать полезные породы целыми пластами, часто используются для рытья траншейных ям и канав, занимаются отгрузкой пород, их транспортировкой и складированием. Роторный экскаватор, наряду с шагающим экскаватором и другими карьерными экскаваторами очень часто применяется на угольных разрезах, при добычи нерудных материалов, и на других крупных добывающих площадках.

Применение и эксплуатация роторных экскаваторов

Принцип работы роторного экскаватора заключается в извлечении массы горной породы посредством работы ковшей, которые закреплены на самом роторном колесе. За счет того, что они имеют свойство вращения вокруг собственной оси, происходит их полное наполнение. Работоспособность роторных экскаваторов не становится менее продуктивной при температурах любого уровня, эти монстры способны к выдерживанию любого вида нагрузок и беспрерывной функциональности.

Роторные экскаваторы, за счет беспрерывного производства, способны также транспортировать и отгружать добытые породы в транспортные средства любого вида.

Разгрузка ковшей роторного экскаватора может производиться двумя способами. Она может производиться гравитационным способом и инерционным способом. При типе разгрузки ковша гравитационным путем, она происходит за счет действующих сил, производимых породой, когда она проходит в зоне разгрузки, вверху ротора.

Если же разгрузка ковша происходит по инерционному типу, тут происходит влияние центробежных сил, которая воздействуя на массу пород, выбрасывает их из ковша. Для достижения данного действия происходит обеспечение вращения роторного колеса порядка в пять раз большее, чем у гравитационного. Выгрузка горных масс производится на конвейер, он располагается сбоку на экскаваторе, после чего обеспечивается их подача на конвейер разгрузки посредством системы перегрузки.

Характеристики роторного экскаватора

Роторная стрела и отвальная стрела могут подниматься и опускаются посредством полиспастовой системы за счет лебедок, они установлены на стреле противовеса. Данная конструкция вместе с поддерживающей мачтой и поворачивающейся площадкой экскаватора в совокупности формируют вторую надстройку, которая расположена сверху роторного устройства. Данная надстройка может поворачиваться вокруг себя 360 градусов по отношению к основному устройству.

Контейнер для разгрузки имеет свой отдельный поворотный привод, который позволяет стреле делать отклонение от оси расположенной продольно, порядка на 270 градусов по обеим сторонам. Различные модели роторных экскаваторов могут иметь достаточно много различий по конструктивным особенностям. В них могут быть разными отдельные элементы установленного оборудования. Например, вместо установки конвейера на отдельной модели роторного экскаватора может быть установлен грунтометатель.

Роторные экскаваторы отличаются чрезвычайно высокой производительностью, они способны вырабатывать порядка десяти тысяч кубометров материала в один час работы. Вместительность ковша около двенадцати с половиной литров. Могут проводить разработки до пятидесяти метров в высоту и копать грунт на глубину двадцати пяти метров. Роторные колеса, как правило, в среднем имеют диаметр порядка восемнадцати метров.

Е2-1-19. Разработка мерзлого грунта траншейными роторными экскаваторами

Техническую характеристику траншейных роторных экскаваторов см. в § Е2-1-18.

Состав работы

1. Установка экскаватора в рабочее положение с заглублением рабочего органа (ротора). 2. Разработка траншей с очисткой ковша и ленты конвейера. 3. Проверка глубины траншеи. 4. Подъем ротора из траншеи с установкой экскаватора в нерабочее положение.

Состав звена

Нормы времени и расценки на 100 м3 грунта

Е2-1-20. Разработка грунта траншейными цепными экскаваторами

Техническая характеристика траншейного цепного экскаватора ЭТЦ-252

Состав работы

1. Установка экскаватора в рабочее положение с заглублением рабочего органа. 2. Разработка траншеи с очисткой скребков и ленты конвейера. 3. Проверка глубины траншеи. 4. Подъем рабочего органа из траншеи с установкой экскаватора в транспортное положение. 5. Передвижка экскаватора от одного забоя к другому в течение смены.

Состав звена

Нормы времени и расценки на 100 м3 грунта

Техническую характеристику траншейных роторных экскаваторов см. в § Е2-1-18.

Состав работы

1. Установка экскаватора в рабочее положение с заглублением рабочего органа (ротора). 2. Разработка траншей с очисткой ковша и ленты конвейера. 3. Проверка глубины траншеи. 4. Подъем ротора из траншеи с установкой экскаватора в нерабочее положение.

Состав звена

Нормы времени и расценки на 100 м3 грунта

Е2-1-20. Разработка грунта траншейными цепными экскаваторами

Техническая характеристика траншейного цепного экскаватора ЭТЦ-252

Состав работы

1. Установка экскаватора в рабочее положение с заглублением рабочего органа. 2. Разработка траншеи с очисткой скребков и ленты конвейера. 3. Проверка глубины траншеи. 4. Подъем рабочего органа из траншеи с установкой экскаватора в транспортное положение. 5. Передвижка экскаватора от одного забоя к другому в течение смены.

Состав звена

Нормы времени и расценки на 100 м3 грунта

Разновидности и области применения роторных экскаваторов

Роторный экскаватор представляет собой самоходную машину на шагающем рельсовом либо гусеничном ходу, которая предназначена для добычи полезных ископаемых и горных пород, разработки каналов, вскрышевания, глубокого и поверхностного черпания.

Подобное оборудование незаменимо при проведении горных работ как закрытого, так и открытого типа, а также для прокладки нефтепроводов, водопроводов, газопроводов, траншей и кабелей. Для получения доступа к залежам ценных ископаемых возникает потребность во вскрытии и удалении поверхностных пород, что требует наличия роторного оборудования.

Назначение

Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей.

Последнюю операцию обычно выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи либо в полости ротора (на роторных экскаваторах), либо на тягаче (на цепных экскаваторах).

Для разработки узких траншей (щелей) применяют также безконвейерные скребковые и фрезерные траншейные экскаваторы.

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.

Виды

Наиболее распространены классификации траншейных экскаваторов по виду самого тягача (колёсный или гусеничный) и по типу рабочего оборудования, где различают роторные и цепные машины.

Цепные

Цепные траншеекопатели (ЭТЦ) имеют рабочее оборудование в виде одно-либо двухрядной бесконечной (спаянной в кольцо) цепи. Она, огибая наклонную раму, несет на себе ряды ковшей или скребков определенной ширины.

Крепление цепи может быть:

• Свободное, с провисанием на поддерживающих и направляющих роликах,
• Жесткое на баровом рабочем органе машины.

При этом каждый из копающих ковшей оснащен режущим элементом и специальными откосообразователями, с помощью которых можно настраивать машину на рытье траншеи прямоугольного либо трапециевидного профиля.

Цепной траншейный экскаватор

В работе малогабаритного траншеекопателя цепи движутся поступательно сразу в двух направлениях: вокруг рамы или бара для отделения и транспортировки грунта, а также в сторону тягача для отрывания кусков грунта определенной глубины. С помощью цепного экскаватора можно получить глубину траншеи более 8-ми метров, а ширину – от 0,14 м и выше.

Роторные

Траншейные экскаваторы с рабочим органом роторного типа (ЭТР) разрабатывают грунт с помощью нескольких или одного жесткого колеса (ротора), на котором и размещены ковшовые резаки или зубья. Копка траншеи проходит при вращении этого колеса вокруг рамы на роликовых элементах с постепенным увеличением толщины снимаемой стружки от нуля до максимума.

ВАЖНО! Преимущество использования роторного траншеекопателя – возможность разработки пнистых грунтов благодаря превращению ротора в диско-фрезерный элемент при замене ковшей зубьями.

Роторная машина может прокапывать траншеи глубиной до 3-х и шириной от 0,8 до 2,5 метров. Она имеет более высокий КПД и большую производительность работы, чем цепная, но рытье более глубоких траншей для неё проблематично, т.к. влечет за собой сильное увеличение массы и габаритов навесного оборудования.

На фото роторный траншеекопатель

Гусеничные

Траншейные экскаваторы производятся на базе колёсных или гусеничных спецмашин. При этом тягачи на гусеничной основе дают такие преимущества, как:

• Большую проходимость и сцепление с грунтом.
• Более высокую мощность, при этом мощностные возможности рекордсменов достигают 1500 л.с.
• Возможность как наклонного, так и вертикального расположения рамы с режущими элементами.
  Вертикально расположенная рама расширяет область применения экскаватора, позволяя копать траншеи на холмистой местности и склонах.
• Смещение рамы относительно тягача для копки траншеи вдоль дороги, по правую либо левую сторону от неё.

Гусеничный траншеекопатель

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.

Особенности конструкции

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:

• 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.

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

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.

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:

• 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.