Проектирование рабочего органа одноковшового экскаватора

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1 Краткий исторический обзор создания и развития экскаваторов

1.2 Классификация экскаваторов

1.3 Конструктивные особенности одноковшовых экскаваторов

1.4 Основное и дополнительное рабочее оборудование одноковшового экскаватора

1.5 Области применения экскаваторов

1.6 Экскаваторы зарубежного производства

1.6.1 Американские экскаваторы

1.6.2 Германские экскаваторы

1.6.3 Корейский экскаватор

1.6.4 Японские экскаваторы

II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение линейных размеров рабочего оборудования

2.2 Определение сопротивления грунтов капанию

2.3 Определение производительностей одноковшового экскаватора

2.3.1 Техническая производительность

2.3.2 Эксплуатационная производительность

2.4 Расчет основных параметров механизма передвижения

2.5 Пути повышения производительности экскаватора

III. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭКСКАВАТОРОВ

3.1 Общая часть

3.2 Выполнение правил техники безопасности перед началом работы на экскаваторе

3.3 Требования при запуске двигателя и во время его работы

3.4 Требования безопасности, предъявляемые к рабочему месту одноковшового экскаватора

3.5 Требования безопасности при работе экскаватора

3.6 Техника безопасности при передвижении экскаватора

3.7 Техника безопасности при монтаже и демонтаже экскаватора

3.8 Эргономические требования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Введение

Экскаватор - это самоходная машина, которая может быть построена как на гусеничной основе, так и на колесной. Предназначаются такие машины для того чтобы извлекать грунт из горизонтальных поверхностей, а также эту технику можно использовать для того чтобы работать со скальными породами. На сегодняшний день экскаваторы также применяются в строительстве, например для того чтобы сносить небольшие строения.

В основном все экскаваторы оснащают специальным ковшами, но есть и определённые типы таких машин, на которые вместо ковша цепляется дополнительно оборудование для выполнения определенных работ. Экскаваторы, построенные на гусеничной основе, отличаются высокой мощностью и проходимостью по бездорожью. Такие экскаваторы можно использовать в карьерах и болотистой местности. Однако такие экскаваторы передвигаются очень медленно, и поэтому они подойдут только для работы в пределах одного предприятия.А вот колесные экскаваторы разрешается использовать даже на обычных дорогах, и такой тип экскаваторов больше всего используется в строительстве новых дорог и задний. Для транспортировки таких экскаваторов, предприятию не придется выделять отдельный грузовик.

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.

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1 Краткий исторический обзор создания и развития экскаваторов

Официально идея создания землеройной машины принадлежит Леонардо да Винчи, он ещё в начале XVI века разработал схему прототипа современного экскаватора-драглайна. Известен набросок чертежа грейфера для землечерпалки, созданный да Винчи в 1500 году, позднее Леонардо принимал участие в прокладке каналов в Миланской долине при помощи своего изобретения. Но есть свидетельства того, что ранее, в 1420 году, в венецианском издании «Кодекс Джованни Фонтана» был опубликован текст с упоминанием землеройной машины, использовавшейся для углубления дна каналов и расширения морских гаваней.

Ещё некоторое время Италия, а именно Венеция, активно развивала экскаваторное дело -- машины были необходимы для очистки венецианских каналов. Далее изобретение развивали во Франции и Америке.

Активное строительство железнодорожных полотен в 30-х годах XIX века и нехватка рабочих сподвигла американского механика Уильяма Смита Отиса в 1832--1836 годах изобрести первый одноковшовый экскаватор. Позднее появились многоковшовые экскаваторы, или абзетцеры, которые имели огромные размеры и передвигались по рельсам, выкапывая желобы породы. С ними работало множество специальных машин, среди которых заметен путепередвигатель, передвигавший многочисленные рельсы экскаватора.

В Советском Союзе с начала 1960 годов на добыче фосфоритов в Лопатинском руднике работало три абзетцера, два из которых немецкого производства (Bukau ES-400-20/8, TakrafErs 710). На данный момент все три машины не функционируют и проданы на утилизацию, в руднике работает лишь один маленький абзетцер (ЭШ-11/70), добывающий фосфориты в ограниченных количествах.

1.2 Классификация экскаваторов

По эксплуатационному предназначению существуют три основные группы экскаваторов:

- строительно-универсальные -- с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для производства земляных работ;

- карьерные -- с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений;

- вскрышные -- с ковшами емкостью более 6 м3, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши).

Экскаваторы классифицируют:

1) По типу ходовой

· Гусеничные экскаваторы

· Шагающие

· Пневмоколесные

· Рельсовые

· Плавающие

2) По принципу работы

· Экскаваторы циклического действия (одноковшовый экскаватор (в направлении зуба ковша экскаватора), рабочее оборудование: драглайн, прямая лопата (см. рис 1.1), обратная лопата, грейфер)

· Экскаваторы непрерывного действия (многоковшовый, роторный, фрезерный)

· Вакуумные и вакуумно-всасывающие экскаваторы

3) По силовому оборудованию

· Электрические

· Бензиновые

· Дизельные

· Гидравлические

· Комбинированные

4) По числу двигателей

· Одномоторные

· Многомоторные

5) По типу привода

· Механические

· Гидравлические

· Гидромеханические

· Электрические

Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую проходимость и хорошую устойчивость при работе экскаватора.

Поворотная платформа опирается через катки или специальное (шариковое или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части.

Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным или неполноповоротным (см. рис.1.2)



Рис. 1.1. Экскаватор с рабочим оборудованием прямая лопата

Поворотная часть полноповоротного экскаватора может вращаться вокруг своей оси на 360°.

У этих машин на поворотной платформе смонтированы все силовые агрегаты, пульт управления, рабочие механизмы и крепится рабочее оборудование.

Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер.



Рисунок 1.2. Схема работы прямой лопаты

1.3 Конструктивные особенности одноковшовых экскаваторов

Одноковшовый экскаватор -- разновидностьэкскаватора, землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта (см. рис. 1.3). Рабочим органом является подвижный ковш разногокубического объёма, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счёт перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остаётся 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. По виду работ отмечают два основных типа экскаватора по направлению зуба ковша -- обратная или прямая лопата. Экскаваторы с прямой лопатой применяются только в карьерах при загрузке горной массы в вагоны думпкара или для погрузки рудой или иной горной породой карьерных самосвалов. Отличительной особенностью такого экскаватора является открывающееся днище ковша.

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.

Система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов. Системой индексации машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. В 1968 г. в нашей стране введена новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов.

Индекс экскаватора имеет четыре основные цифры, соответственно обозначающие: размерную группу машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего оборудования и порядковый номер модели данного типа. Таким образом, индекс экскаватора содержит сведения об его основной характеристике. Так, ЭО-3313 БТВ -- экскаватор одноковшовый универсальный, 3-й размерной группы, на пневмоколесном ходовом устройстве, с канатной подвеской рабочего оборудования, 3-я модель, прошедшая вторую модернизацию, в исполнении для работы во влажных тропиках.

Рабочий цикл экскаватора выполняется в следующей последовательности: копание грунта; перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки; разгрузка грунта из ковша в отвал или транспортирующее устройство; перемещение ковша (поворот платформы) к забою; опускание ковша для подготовки к следующей операции копания.

1.4 Основное и дополнительное рабочее оборудование одноковшового экскаватора

Прямая лопата -- оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата с механическим приводом состоит из следующих основных узлов: каната подъема стрелы, ковша, рукояти, стрелы, седлового подшипника. Рукоять к стрелке крепится седловым подшипником, с помощью которого рукоять поворачивается в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси рукоятки. При копании грунта ковшу нужно пройти положения --IV. Ковш поднимается подъемным канатом, огибающим головные блоки. Напор рукоятки осуществляется напорным механизмом, которым выполняется также обратное движение (возврат) рукояти. На универсальных строительных экскаваторах применяют канатные и зубчато-реечные (напорные механизмы).

Напорные механизмы делятся на независимые, зависимые, комбинированные. Напорный механизм называется независимым, если усилие напора может быть увеличено или уменьшено независимо от величины усилия в подъемном тросе ковша, т. е. когда напорное движение рукояти с ковшом производится независимо от подъема ковша. Если величина усилия напора зависит от величины усилия в подъемном тросе ковша и имеется возможность только уменьшить напор, такой напорный механизм называется зависимым.Напорный механизм называется комбинированным, когда величина усилия напора зависит от усилия в подъемном тросе, но при включении независимой части напорного механизма может быть по желанию увеличена.

Ковш прямой лопаты состоит из корпуса, откидного днища с засовом и сменных зубьев. Зубья имеют сужающийся к концу хвостовик, входящий в гнездо козырька. От выпадания зубья удерживаются в гнездах шплинтами.

Прямые лопаты в последние годы оснащают ковшами с полукруглой передней стенкой и с козырьком в виде совка без зубьев. Ковш такой конструкции значительно легче и имеет минимальное сопротивление при копании грунта, что, естественно, повышает производительность экскаватора.

На экскаваторах с прямой лопатой применяют рукояти двух типов: однобалочные (внутреннего типа) и двухбалочные (внешнего типа). Однобалочная рукоять проходит внутри стрелы, а двухбалочная -- снаружи. Рукоять может совершать возвратно-поступательное движение в направляющих седловины напорного вала, а также поворачиваться вместе с седловым подшипником в вертикальной плоскости относительно напорного вала. Конструкция рукояти определяет конструкцию напорного механизма. В экскаваторах, выпускаемых в СССР, при однобалочной рукояти применяют канатный напорный механизм, а при двухбалочной -- кремальерный напорный механизм.

Стрела прямой лопаты выполнена в виде сварной конструкции из листовой стали. Тип рукояти определяет конструкцию стрелы. Стрела бывает двухбалочной при однобалочной рукояти и однобалочной при двухбалочной рукояти.В верхней части стрелы смонтированы на подшипниках блоки, через которые проходит канат подъема ковша и стрело-подъемный канат. Нижним концом (пятой) стрела пальцами крепится к поворотной платформе и может поворачиваться при изменении ее угла наклона. В средней части стрелы расположен напорный вал.

Обратная лопата -- это оборудование, предназначенное для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора при рытье котлованов, траншей, выемок.Обратная лопата (рис.1.3) состоит из ковша, стрелы, рукояти и двуногой стойки. Ковш закреплен жестко к рукояти, шарнирно присоединенной к верхнему концу стрелы. При подтягивании каната рукоять поворачивается против часовой стрелки, ковш врезается в грунт (положение /; положения // и /// соответствуют транспортному положению и выгрузке грунта из ковша).Многоковшовые экскаваторы. Многоковшовые экскаваторы представляют собой землеройные машины, имеющие в качестве рабочего органа многоковшовую цепь или роторное колесо с ковшами, жестко закрепленными по периметру.Они применяются: на дорожно-строительных работах; при рытье котлованов,каналов и траншей для укладки труб или для оснований установка, пультуправления, коробка передач, рабочий орган устанавливают на ходовую раму.

Скорости движения ковшовой цепи и машины должны быть согласованы с емкостью ковша и глубиной забоя, чтобы ковш, проходя путь забоя, смог к моменту выхода заполниться. Роторные траншейные экскаваторы применяют при прокладке магистральных трубопроводов и траншей. Рабочим органом у этих экскаваторов является ротор. По сравнению с цепными траншейными экскаваторами роторные имеют более высокий КПД и большую производительность.

По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности:

Полноповоротные

Рис. 1.4. схема полноповоротного экскаватора

Рабочее оборудование, приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются на поворотной платформе, которая в свою очередь устанавливается на шасси посредством опорно-поворотного устройства (ОПУ), и может поворачиваться относительно него в любую сторону на любой угол. Части гидросистемы шасси и поворотной платформы полноповоротных экскаваторов соединены с применением коллектора, что позволяет производить неограниченное количество полных оборотов в одну сторону.

Неполноповоротные



Рис. 1.5. Схема неполноповоротного экскаватора на шасси колесного трактора:

1. Рама экскаватора, закрепленная на тракторе; 2. Поворотная колонка; 3. Стрела; 4. Рукоять;5. Гидроцилиндр привода стрелы; 6. Гидроцилиндр привода рукояти; 7. Гидроцилиндр привода ковша; 8. Ковш; 9. Вариант установки ковша в положение обратной лопаты; 10. Сменный грузовой крюк; 11. Бульдозерный отвал; 12. Выносные опоры.

Рабочее оборудование закрепляется на шасси с помощью поворотной колонки. На многих машинах подобного типа поворотная колонка монтируется на поперечных направляющих, что позволяет перемещать ее вместе с рабочим оборудованием вправо-влево с последующей жесткой фиксацией для более удобного положения рабочего оборудования. Поворот рабочего оборудования осуществляется на угол 45-90 градусов от начального положения. Двигатель, механизмы, кабина машиниста размещены на неповоротном шасси. В настоящее время неполноповоротными выполняются экскаваторы, навешиваемые на тракторы.

1.5 Область применения экскаваторов

Экскаваторов можно использовать при рытье котлованов, каналов, траншей, разработке выемок и насыпей, сооружении дамб и расчистке территорий, на вскрышных работах и в карьерах, при перегрузке сыпучих строительных материалов и планировочных работах и во многих других случаях.

Область их применения в строительстве практически не ограничена. Там, где есть доступ для этой машины, земляные работы будут выполнены с высоким темпом и качеством.

Очевидно, что каждый вид работы требует применения приспособленных для этого экскаваторов и предназначенного для каждого конкретного случая рабочего оборудования.

Экскаваторы могут вести разработку грунта как выше уровня площадки, на которой они стоят, так и ниже этого уровня. Они могут действовать в стесненных условиях и разрабатывать грунт под слоем воды, выгружать выкопанный грунт в транспортные средства и отсыпать его на значительное расстояние от места копания в отвал, могут окончательно отделывать уклон и поверхность стенок траншей и котлованов, а также с достаточной точностью планировать горизонтальную поверхность строительной площадки или дна траншей и котлованов.

Под рабочим оборудованием подразумеваются те узлы машины, при помощи которых экскаватор непосредственно копает грунт (ковш, стрела, рукоять с системой их привода). Таким образом, особенности конкретных видов земляных работ, которые необходимо выполнить экскаватору, -- например, вырыть котлован, траншею, канал, спланировать поверхность площадки или перегрузить строительные материалы, а также объем грунта, предполагаемого к выемке, и грунтовые условия на объекте диктуют применение экскаваторов с определенными рабочим оборудованием, ходовой частью и типом привода рабочего оборудования.

Для выполнения всех возможных видов земляных работ выпускаются экскаваторы различного конструктивного исполнения. Их можно разделить на две большие группы: одноковшовые и многоковшовые.

Одноковшовые экскаваторы (их называют иногда экскаваторами цикличного действия) все операции по копанию грунта, его перемещению и выгрузке выполняют последовательно и циклично: сначала заполняют ковш грунтом, затем поворачивают загруженный ковш, в конце поворота выгружают грунт из ковша (в отвал или транспортные средства) и, наконец, возвращают порожний ковш в начальное положение для загрузки. Далее этот цикл операций повторяется.Многоковшовые экскаваторы (их называют также экскаваторами непрерывного действия) выполняют все рабочие операции по копанию, перемещению и выгрузке грунта одновременно. Пока часть ковшей или ножей режет грунт, другие перемещают его, а третьи -- выгружают. При работе этих машин нет ярко выраженного повторяющегося цикла рабочих операций.

Одноковшовые экскаваторы получили большее распространение в строительстве, чем многоковшовые, в связи с тем, что обладают большей универсальностью.

Универсальность - это способность экскаватора выполнять разнообразные земляные работы, начиная от сооружения траншей, котлованов, каналов и кончая отсыпкой насыпей и дамб, а также вести погрузочно-разгрузочные работы. Конечно, все это экскаватор может выполнять только с помощью различного сменного рабочего оборудования.

Экскаватор-погрузчик -- вид спецтехники, который используется при любом мероприятии, связанном со строительными и земляными работами. Экскаватор-погрузчик может быть эффективно использован и в области горных разработок, и при земляных и мелиоративных работах. Область применения экскаваторов-погрузчиков, так же как и самосвалов, очень широка. Аренда экскаватора-погрузчика является необходимым звеном при различных видах земляных работ.

А в каких именно работах может помочь экскаватор? В самых разнообразных. Их применяют, начиная от приготовления котлованов, траншей, каналов, и заканчивая разработкой выемок и насыпей, построении дамб и облагораживании территорий. Незаменимы они и на вскрышных работах и в глубоких карьерах, при перемещении сыпучих строительных материалов и работах, требующих планирования, да и во многих иных случаях.Даже трудно упомянуть, где в строительстве нельзя применять экскаватор, его область действия почти не ограничена. Везде, где эта машина сможет, земляные работы осуществятся на высоком уровне и с большой скоростью.

В необходимых случаях отводят поверхностные воды и понижают уровень грунтовых вод. Грунт по трассе траншеи или канала разрабатывают, как правило, непосредственно по окончании подготовительных работ в темпе, обеспечивающем бесперебойную укладку коммуникаций. Работы по отрывке траншей не должны опережать работы по укладке коммуникаций, за исключением случаев, когда траншеи отрывают заранее (осенью в немерзлом грунте) под укладку коммуникаций в зимнее время. На участках, где намечается рытье траншеи зимой, предохраняют грунт от промерзания. В зависимости от глубины и грунтовых условий траншеи разрабатывают с вертикальными стенками или откосами.

Роторными и цепными траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках, глинах) для укладки трубопроводов плетями

1.6 Экскаваторы зарубежного производства

1.6.1 Американские экскаваторы

Экскаватор Caterpillar 325 CL

Caterpillar 320CL 2005 года выпуска - это гусеничный гидравлический экскаватор c объемом ковша 1.68 м3 и глубиной копания более семи метров.
Гусеничный экскаватор Caterpillar 325CL можно применять при рытье траншей и котлованов, при разработке насыпей и сооружении дамб, при расчистке территорий и в карьерах, при планировочных работах и перегрузке песка и гравия, а также при других работах.

Область применения экскаваторов Caterpillar 325CL в строительных работах практически не ограничена.Высокая надежность позволяет использовать эти машины в любых климатических условиях, при любой погоде.

Экскаватор характеризуется высокими эксплуатационными качествами, надежностью и комфортом.

Существует возможность установки на стрелу гидромолота. Имеет вспомогательный гидравлический клапан и селектор режимов мощности. Кабина оператора Caterpillar 320CL имеет обогреватель с двухрежимным кондиционером. В нормальном рабочем режиме Caterpillar 320CL обеспечивает наиболее высокую производительность в данном классе экскаваторов.

Кабина/защита от падающих предметов SAE J1356 FEB88

Двигатель Caterpillar 3126B ATAAC дизель

Масса, кг 29240

Объём ковша, м3 1.68

Ширина колеи, мм 2380

Глубина копания, мм 7300

Башмаки 800 мм

Ходовая для тяжелых условий эксплуатации

Быстросьемный механизм для установки гидромолота

Экскаватор Caterpillar 330 DL

Гидравлический гусеничный экскаватор Caterpillar 330 DL , с ковшем 2.2 м3

Кондиционер, радиоподготовка.

Защищенная кабина.

Новый ковш, новая ходовая. Полное ТО Caterpillar

В комплекте ковш шириной 1450 мм, с трубопроводом гидросистемы для молота.

Эксплуатационная масса, кг: 37500

Ширина гусениц, мм: 750

Гусеничные экскаваторы Caterpillar 330 DL зарекомендовали себя как высокопроизводительные и надежные машины, которые используются в различных климатических поясах в разных условиях эксплуатации. Повышенные эксплуатационные характеристики, обеспечивающие максимальную производительность, достигаются, прежде всего, благодаря новому двигателю с электронным управлением и самыми низкими в мире показателями вредных выбросов. Значительно улучшенные показатели производительности при выполнении экскавационных или погрузочных работ, а также низкое потребление топлива отличает экскаваторы новой серии от их предшественников.

Объем ковша - 2.2 м.куб

Радиус копания - 10880 мм

Глубина копания 6450-11640 мм

Высота выгрузки 2080-7670 мм

Габаритные размеры

Длина - 11150-11450 мм

Ширина - 2990 мм

Высота - 3340-3670 мм

Дорожный просвет - 510 мм

Колея - 2390 мм

одноковшовый экскаватор передвижение производительность

1.6.2 Германские экскаваторы

Колесный экскаватор Atlas 160 W

Основные характеристики

Макс. рабочий вес, кг	16000-17800
Емкость ковша, м	0.7-1.3
Глубина копания, м	5.7
Мощность двигателя, кВт/л.с.	105/143

Технические характеристики Atlas 160 W

Ездовые свойства

Скорость (max), км/ч	20
Скорость вне дорог (max), км/ч	5
Скорость (min), км/ч	1

Рабочие диапазоны для нерегулируемой стрелы 4.32 м (C6.3M)

	2.15 м (D6.2)	2.50 м (D6.3)
AВысота копания, м	8.10	8.35
BВысота загрузки, м	5.35	5.65
CГлубина копания, м	5.20	5.70
DГлубина копания у вертикальной стены, м	4.05	4.55
EГлубина копания горизонтальной площадки в 2.44 м, м	4.95	5.50
FВылет, м	8.25	8.70
GВылет на уровне земли, м	8.05	8.50
Усилие резания грунта ковшом, кН	130	130
Усилие копания, кН	82	72



Рабочие диапазоны для регулируемой стрелы: база 1.87 м (C6.41) и стрела 3.10 м (C6.46)

	Stick 2.15 м (D6.2)	Stick 2.65 м (D6.3)
AВысота копания, м	9.70	10.10
BВысота загрузки, м	6.95	7.35
CГлубина копания, м	5.10	5.60
DГлубина копания у вертикальной стены, м	3.80	4.30
EГлубина копания горизонтальной площадки в 2.44 м, м	5.00	5.50
FВылет, м	8.70	9.20
GВылет на уровне земли, м	8.55	9.00
Усилие резания грунта ковшом, кН	130	130
Усилие копания, кН	82	72

Габариты

	Регулируемая стрела (stick 2.15 м)	Регулируемая стрела (stick 2.65 м)	Нерегулируемая стрела 4.32 м (stick 2.15 м)	Нерегулируемая стрела 4.32 м (stick 2.65 м)
A Высота в положении для транспортирования, м	3.08	3.08	3.15	3.15
B Длина в положении для транспортирования, м	7.71	8.85	7.55	7.55

C Радиус поворота задней части, м	2.19
D Просвет под противовесом, м	1.22
E Колесная база, м	2.50
F Длина тележки, м	3.98
H Ширина отвала, м	2.49
J Дорожный просвет, м	0.45
K Высота по кабину, м	3.08
L Ширина с аутригерами, м	3.50

	Deutz / TCD 2012 L06 2V
Тип	Дизельный, 6-цилиндровый
Объем, л.	6.1
Мощность при 2000 об./мин., кВт/л.с.	105/143

1.4.3 Корейски экскаваторы

DOOSAN DX 210W

Рабочий вес, кг: 20800 кг

Двигатель DOOSAN DL06, л.с.: 156 при 1900 об./мин.

Объем двигателя, см3: 5890

Объем ковша, м3: 1,17

Максимальная длина копания, мм: 10000

Максимальная глубина копания, мм: 6255

Максимальная высота копания, мм: 10050

Максимальная высота разгрузки, мм: 7250

Размеры: длина, мм: 9400

§ высота, мм: 3200

§ ширина, мм: 2530

Длина рукояти, мм: 3000

Длина стрелы, мм: 5600

Ширина ковша без бокорезов, мм: 1428

Сила отрыва на ковше, кг: 12500

Сила отрыва на рукояти, кг: 9300

Мах поток гидравлики, л/мин: 2-231.7

Скорость вращения поворотного мотора, об/мин: 11

Расход топлива - номинальный, гр*л.с/час: 150 при 1500 об/мин

Топливный бак, л: 350

Масло двигателя, л: 27

Система охлаждения, л: 24

Гидравлическая система, л: 190

Гидравлический бак, л: 205

Размер колёс: 10,00-20-14PR

Скорость движения:

§ высокая, км/час: 36

§ низкая, км/час: 36

Колёсные экскаваторы, в частности модель Doosan DX 210W являются наиболее популярным видом строительной техники. Учитывая то, что эти машины применяются на любой стройке в подготовительных и заключительных этапах строительства, можно с уверенностью говорить, что без экскаватора Doosan DX 210W не обойтись.

Колёсные экскаваторы Doosan DX 210W созданы для широкого круга землеройных работ: для копания карьеров, котлованов, траншей, насыпей, погрузки и разгрузки сыпучих материалов. Кроме того, колёсные экскаваторы Doosan DX 210W используют для перегрузки разрыхленных скальных пород, промерзших грунтов и других рабочих операций в условиях дорожного, промышленного, городского, сельского, транспортного и ландшафтного строительства. По сравнению с соседями по модельному ряду колёсных экскаваторов, модель Doosan DX 210W является самой тяжёлой и мощной техникой

DOOSAN DX 225 NLC

Рабочий вес, кг: 20900 кг

Двигатель DOOSAN LD 06, л.с.: 150 при 1900 об./мин.

Объем двигателя, см3: 5890

Объем ковша, м3: 1,05

Удельное давление на грунт, кг/см3: 0,53

Максимальная длина копания, мм: 8950

Максимальная глубина копания, мм: 5755

Максимальная высота копания, мм: 9065

Максимальная высота разгрузки, мм: 6300

Размеры:

§ длина, мм: 8990

§ высота, мм: 3050

§ ширина, мм: 2540

Длина рукояти, мм: 2400

Длина стрелы, мм: 5200

Ширина ковша без бокорезов, мм: 1308

Сила отрыва на ковше, кг: 14300

Сила отрыва на рукояти, кг: 11900

Мах поток гидравлики, л/мин: 2-206,5

Скорость вращения поворотного мотора, об/мин: 11

Расход топлива - номинальный, гр*л.с/час: 165 при 1500 об/мин

Топливный бак, л: 340

Масло двигателя, л: 27

Система охлаждения, л: 24

Гидравлическая система, л: 330

Гидравлический бак, л: 240

Отличительной особенностью всей строительной техники Doosan, в том числе и Doosan DX 255NLC является наличие электронной системы контроля и оптимизации распределения мощностей между всеми энергопотребляющими элементами экскаватора. Эта система под названием e-EPOS в режиме реального времени производит диагностику всех нагруженных систем экскаватора Doosan DX 255NLC, заносит все данные в память для последующего анализа, а также обеспечивает эффективность расходования топлива.

Эффективности же способствует и надёжная гидравлическая система экскаватора Doosan DX 255NLC, которая выполняет передаточные функции от двигателя ко всем элементам машины.

1.6.4 Японские экскаваторы

Hyundai R210W-9S

Технические характеристики

Параметр	Ед. измерения	Значение
Оперативный вес	кг	20500
Двигатель Cummins 6B5.9	л.с.	165
Высота до верха кабины	мм	3180
Габаритная ширина (платформы/выносных опор)	мм	2530/3770
Глубина копания (max)	мм	6380
Объем ковша	м3	0.8 (0.51-1.34)
Длина стрелы	мм	5650
Длина рукояти	мм	2900

Рабочая зона

Экскаватор Hyundai R140LC-9S

Технические характеристики

Параметр	Ед. измерения	Значение
Оперативный вес	кг	13 980.00
Двигатель Cummins B3,9-S	л.с./об/мин	105 (78) при 2100
Объем двигателя	см3	3900
Ширина гусениц	мм	600
Длина (транспортная)	мм	7820
Высота (транспортная/до верха кабины)	мм	2780
Ширина (габар./габар.платформы)	мм	2600
Глубина копания (max)	мм	5 550.00
Сила копания на ковше	kgf	8900
Сила копания на рукояти	kN	-
Объем ковша	м3	0.58
Удельное давление на грунт	кгc/см2	-
Длина стрелы (моно)	мм	4600
Длина рукояти	мм	2500
Главный насос KAWASAKI (Япония): Тандемные аксиально-поршневые насосы с регулируемым рабочим объемом
Давление рабочего контура	кг/см2	350
Давление ходового контура	кг/см2	350
Давление контура сервоуправления	кг/см2	-
Номинальный расход гидравлики	л/мин	2 х 126,8
Скорость вращения поворотного мотора	об/мин	-
Скорость передвижения	км/час	5,6/3,6
Тяговая сила	кгс	-
Расход топлива - номинальный	гр*л.с./час	---
Аккумулятор	В, А.ч.	2 (12, 80)
Стартер	B x кВТ	24; 4,5
Генератор	В; А	24 ; 70
Заправочные емкости:
топливный бак	л	270
масло, двигатель	л	15,3
система охлаждения	л	15,5
гидравлический бак	л	124
гидравлическая система	л	210

Рабочая зона

Наименование	Ед. измерения	Значение
Длина стрелы	мм	4600
Длина рукояти	мм	2500
A Максимальный радиус копания	мм	8330
A' Максимальный радиус копания на уровне земли	мм	8180
B Максимальная глубина копания	мм	5550
C Максимальная глубина копания при копании вертикальной стенки	мм	5330
D Максимальная высота копания	мм	8500
E Максимальная высота выгрузки ковша	мм	6060
F Минимальный радиус поворота платформы	мм	2650

«Экскаваторы Komatsu»

История компании Komatsu начинается в 1921 году, когда KomatsuIronWorks отделяется от TakeuchiMiningCo. и становится KomatsuLtd. Изначально компания представляла собой маленькую ремонтную мастерскую, сейчас Komatsu -- мировой лидер по производству строительной и карьерной техники, промышленного оборудования и электроники. Komatsu: экскаваторы, погрузчики, самосвалы, грейдеры и другая спецтехника

Специальная техника Komatsu признана специалистами во всем мире. Экскаваторы, самосвалы и погрузчики японского производства снискали славу надежного и неприхотливого оборудования. На сегодняшний день в состав KomatsuGroup входят 188 компаний, ориентированных на выпуск качественных комплектующих и техники для предприятий горнодобывающей отрасли, строительных организаций и логистических центров.

Такой подход позволяет значительно сократить затраты на производство, оптимизировать систему управления качеством, а также предлагать на рынке экскаваторы, погрузчики и самосвалы высочайшей производительности и надежности по конкурентным ценам.

Всегда доступны: экскаваторы на гусеничном и колесном ходу, бульдозеры, автогрейдеры, дробилки, экскаваторы-погрузчики, фронтальные погрузчики, трубоукладчики и самосвалы. Кроме того, значительное место в нашем ассортименте отведено запчастям и расходным материалам для экскаваторов, погрузчиков и самосвалов -- деталям ходовой части техники, ремкомплектам для ДВС, фильтрам, ремням и другой продукции высочайшего качества.

В таблице 1.4. указаны технические показатели гусеничного экскаватора PC300/LC-7

В таблице 1.5. указаны технические показатели гусеничного экскаватора PC55MR-3

В таблице 1.6. указаны технические показатели колесного экскаватора PC8000-6

PC300/LC-7

Таблица 1.4. Технические характеристики экскаватора PC300/LC-7

Технические характеристики
Скорость поворота платформы Макс. скорость передвижения Вместимость ковша (SAE) SAE Рабочий объем Модель Количество цилиндров - диаметр х ход поршня Ширина гусеничной ленты Длина гусеничной ленты Давление на грунт Давление на грунт Стрела Рукоять Ковш (SAE)	9,5 об/мин Hi 5,5, Mi 4,5, Lo 3,2 км/час 0,52~1,40 куб. м 180/1900 кВт/об/мин 8,27 л KOMATSUSAA6D114E 6-114 х 135 мм 600/700 мм 4625/4955 мм 0,64/0,60 кг/кв. см 0,64/0,60 кгс/кв.см 6470 мм 3185 мм 1,4 куб. М

PC55MR-3

Таблица 1.5. Технические характеристики экскаватора PC55MR-3

Технические характеристики
Скорость поворота платформы Макс. скорость передвижения Вместимость ковша (SAE) SAE Эксплуатационная масса Рабочий обьем Модель Количество цилиндров - диаметр х ход поршня Ширина гусеничной ленты Давление на грунт	9 об/мин 4,6 км/час 0,16 куб. м 38,2 л.с./ 2400об/мин 5280 кг 2189 куб. cм Komatsu 4D88E-6 4-88 мм 400 мм

PC8000-6

Таблица 1.6. Технические характеристики экскаватора PC8000-6

Технические характеристики
Скорость поворота платформы Макс. скорость передвижения Вместимость ковша (SAE) Мощность на маховике SAE Рабочий объем Модель Макс. поток масла Макс. давление масла Ширина гусеничной цепи/давление на грунт Длина гусеничной ленты Стрела Рукоять Ковш (SAE)	3,5 об/мин 2,2 км/час 38--42 куб. м 3000/1800 кВт/об/мин 60,2 х 2 л KOMATSUSDA16V160 х 2 83500 л 8280 л/мин 310 кг/кв.см 1500/26,7 кг/кв.см 10580 мм 11500 мм 5500 мм 38 куб. м

«Экскаваторы New Holland»

Экскаваторы - погрузчики New Holland (страна производства - Италия). Экскаваторы - погрузчики New Holland - это современные высокопроизводительные машины, предназначенные для выполнения землеройных работ, погрузки и переработки разнородных материалов: различных видов грунтов и горных пород, угля, песка, щебня, металлической стружки, древесной щепы, камней и т. д., а также сельскохозяйственной продукции.

Современные экскаваторы - погрузчики New Holland могут оборудоваться разнообразными захватами с грейферными челюстями и без них для перегрузки длинномерных, волокнистых, крупнокусковых грузов, а также вилочным оборудованием для погрузки штучных грузов на поддонах.

Преимущества экскаваторов - погрузчиков New Holland:

- простота и надежность;

- мощность и производительность;

- функциональность и комфорт рабочего места оператора;

- максимальная простота и удобство обслуживания.

В экскаваторах используются двигатели марки HINO, которые по выбросам в атмосферу абсолютно соответствуют европейским стандартам. Благодаря надежности и высокой мощности, экскаваторы-погрузчики new holland приобрели мировую известность. Благодаря долговечности и прочности, машины хорошо выполняют любые работы в области гражданского строительства, удаления скал, сноса сооружений и др. Усиленная конструкция экскаватора гарантирует постоянную работоспособность на протяжении многих лет.

В таблице 1.7. указаны технические показатели гусеничного экскаватора New Holland E265

В таблице 1.8. указаны технические показатели гусеничного экскаватора New Holland MHPLUS

В таблице 1.9. указаны технические показатели колесного экскаватора New Holland MH 5.6

New Holland E265

Таблица 1.7. Технические характеристики экскаватора New Holland E265

Технические характеристики
Эксплуатационная масса, кг Двигатель дизель Мощность двигателя, кВт / л.с Ёмкость ковша, м3 Ширина ковша с бокорезами, мм Рукоять, мм Стрела, мм Глубина копания, мм Ширина гусеницы,мм Длина транспортная Ширина транспортная Высота транспортная	26320 CNH 667TA/ EEG 137/184 1,0 1200 2500 6020 6508 600 10200 м 2990 мм 3390 мм

New Holland MHPLUS

Таблица 1.8.Технические характеристики экскаватора NewHolland MHPLUS

Технические характеристики
Полезная мощность двигателя (ISO 14396) Марка и модель двигатель Частота вращения двигателя Количество цилиндров Диаметр цилиндра x ход поршня Электронное противоугонное устройство. Емкость аккумуляторной батареи (каждой) Суммарный максимальный расход Давление ходовой системы / рабочего оборудования Цилиндр моноблочной стрелы Цилиндр двухсекционной стрелы Цилиндр рукояти Цилиндр ковша Цилиндр регулировки	105 кВт / 143 л.с. CNH TAA - 2V - 5,9 л 2000 об/мин 6 102 x 120 мм 4 кВт 2 x 145 + 80 л/мин 350 бар 115 x 1065 115 x 1012 120 x 1085 105 x 1025 160 x 759

New Holland MH 5.6

Таблица 1.9. Технические характеристики экскаватора New Holland MH 5.6

Технические характеристики
Емкость ковша обратная лопата Вес машины Глубина копания Мах.радиус копания Высота выгрузки Мах.высота черпания Двигатель Задние аутригеры Дополнительная гидравлическая разводка Радиоприёмник Страна производства: Италия	1,0 м3 20,43 тонн 5,7 м 9,31 м 6,48 м 9,33 м NEF 157 л.с

II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение линейных размеров рабочего оборудования

ЭО-3322

q=0, 5 м3

Ку=0.25 МПа

Ходовое оборудование - пневмоколёсный ход

Эксплуатационная масса - 16 т

Параметры проектируемого ковша рассчитывают по заданной величине q (м3), используя формулы подобия вида

3__

й = k v q ;

где й - общее обозначение определяемого параметра; k - коэффициент подобия.

В работе [5] рекомендуются следующие соотношения между основными размерами (м) ковша (рис. 11)

R1 = 1,1q + 0,26 = 1,1*0,79 + 0,26 = 1,133 м

Rк = 1,25q + 0,25 = 1,25*0,79 + 0,25 = 1,242 м

l = 0,83q +0,2 = 0,8*0,79 + 0,2 = 0,835 м

r2 = 0,45q +0,08 = 0,8* 0,79 + 0,08 = 0,437 м

Bк = 1,51q - 0,26 =1,51*0,79 - 0,26 = 0,938 м

r1 = 0,22q + 0,2 = 0,22*0,79 + 0,2 = 0,374 м

а/b = 2,0; 3,0 б = 480…520 б1 = 270…320

угол заострения боковых кромок 16…20о.

Используя эти зависимости, рассчитывают параметры ковша, по которым выполняется его чертеж. Произведение площади боковой поверхности ковша на его ширину В к должно быть равно q с допустимым отклонением ± 2%.

Линейные размеры рабочего оборудования. В расчетной кинематической модели рабочего оборудования обратная лопата (рис. 12) гидравлического экскаватора стрела, рукоять и ковш отображаются звеньями соответственно ?с, ?р и ?к, являющимися в выбранном масштабе кинематическими длинами соответствующих элементов, измеренными по осям концевых шарниров (соединения стрелы с платформой и рукоятью, рукояти со стрелой и ковшом, для ковша - от шарнира до режущих кромок зубьев).



Рис. 11. Ковш обратной лопаты гидравлического экскаватора.

Кинематическую длину ? к ковша определяют через радиус Rк (рис.11), описываемый при повороте ковша режущими кромками зубьев, который согласно действующему отраслевому стандарту вычисляют в зависимости от вместимости q (м3) как

Rк = 1,25 + 0,25 = 1,25*0,79 + 0,25 = 1,242 м

С учетом износа зубьев, в среднем равного 2/3 от предельного износа,

lк = 0,95 Rк = 0,95*1,242 = 1,18 м

Кинематическую длину двух других элементов рабочего оборудования стрелы и рукояти (?с, ?р) определяют из условия обеспечения заданных рабочих размеров и удержания в ковше грунта без просыпания при любых положениях стрелы и рукояти. Лучшим решением этих размеров будет такое, при котором металлоемкость рабочего оборудования будет минимальной, подстреловое пространство достаточно заполнено надземной частью осевого профиля рабочей зоны, а «подкоп» под ходовое оборудование будет незначительным.

Линейные размеры рабочего оборудования обратной лопаты (рис.12) при заданной максимальной глубине копания Нк зависят также от массы экскаватора m э высотных размеров h п с , h ц с и размеров опорного контура базовой части машины, в частности ?г или ?к .

Рис. 12. Схема к определению основных размеров рабочего оборудования.

Предварительно параметры рабочего оборудования определяются по эмпирической зависимости

П = k 1 А ( 1 ± kv) ,

где П - искомый параметр, м; А - величина, зависящая от типа ходового оборудования, м; принимается для гусеничных экскаваторов

А = 0,5 lк = 0,5*1,18 = 0,59 м

k З и kv - коэффициенты соответственно пропорциональности и вариации, принимаемые по таблице 3.

Таблица 3. Данные к определению параметров рабочего оборудования обратная лопата гидравлического экскаватора [4].

Наименование элементов рабочего оборудования и других размеров	Коэффициенты
	kЗ	kv
1	2	3
Длина стрелы, ? с Длина рукояти, ? р Радиус ковша, R к Высота пяты стрелы, h пс Радиус поворота пяты стрелы, r пс Высота шарнира цилиндра стрелы, h цс Радиус поворота шарнира цилиндра стрелы, r цс Расстояние от пяты стрелы до шарнира штока цилиндра стрелы, ? 1 Расстояние от шарнира штока цилиндра стрелы до шарнира поворота рукояти, ? 2 Длина консоли рукояти, ? 3 Расстояние между шарнирами, ? 4 Расстояние между шарнирами, ? 5 Расстояние между шарнирами, ? 6 Расстояние между шарнирами, ? 7 Расстояние от пяты стрелы до шарнира рукояти, ? 8 Угол излома стрелы, ? t , рад	3,62 1,39 0,89 1,22 0,32 0,93 0,67 1,50 2,32 0,49 0,24 0,35 0,35 0,27 2,34 2,38	0,15 0,20 0,15 0,16 0,39 0,17 0,29 0,15 0,19 0,38 0,27 0,24 0,26 0,26 0,21 -

? С = k 1 А ( 1 ± kv) = 2*0,63(3,62+0,1)=4,69

? р = k 1 А ( 1 ± kv) = 2,01

R к = k 1 А ( 1 ± kv) = 1,25

h пс = k 1 А ( 1 ± kv) = 1,66

r пс = k 1 А ( 1 ± kv) = 0,78

h цс = k 1 А ( 1 ± kv) = 1,29

r цс = k 1 А ( 1 ± kv) = 1,10

? 1 = k 1 А ( 1 ± kv) = 2,02

? 2 = k 1 А ( 1 ± kv) = 3,02

? 3 = k 1 А ( 1 ± kv) = 0,99

? 4 = k 1 А ( 1 ± kv) = 0,55

? 5 = k 1 А ( 1 ± kv) = 0,69

? 6 = k 1 А ( 1 ± kv) = 0,69

? 7 = k 1 А ( 1 ± kv) = 0,59

? 8= k 1 А ( 1 ± kv) = 3,20

? t = k 1 А ( 1 ± kv) = 2,99

Следует иметь в виду, что максимальная глубина копания реализуется только при копании траншеи. Тогда Н к mах = Н кт . Глубина копания котлована тем же рабочим оборудованием будет составлять Н кк= (0,70...0 625) Ннт .

Вычисленные по эмпирической зависимости (15) основные линейные размеры рабочего оборудования и имеющие предварительный ориентировочный характер следует проверить по условию обеспечения минимальной энергоемкости копания поворотом ковша и поворотом рукояти.

В этом случае радиус копания поворотом ковша составит

Rк = ( 2 q kн /bк kрых( - sin))0,5 = ( 2*0,5*0,95/0,59*1,08( - sin1000))0,5 = 0,98 м

Длина ковша с учетом износа зубьев, равного 0,75 от предельного износа, будет равна ? к ? 0, 95 R .

Длина рукояти может быть проверена по формуле

lр =( q kн /hc bк kрых) - Rк =(0,5*0,95/0,22*0,59*50) - 0,98 = 0,94 м

Здесь b к - ширина ковша, м; принимается по таблице А1;

k н , k рых - коэффициенты наполнения ковша и рыхления грунта (таблица 1);

ц кк - угол поворота ковша, град.; принимается ц кк = 100о ;

h с - средняя толщина срезаемой стружки, м; принимается h с = ( 0,22…0,25) R к [5] ; ц рк - угол поворота рукояти, град; принимается ц рк ? 50о .

2.2 Определение сопротивления грунтов копанию

В данном варианте принимается 2-я категория грунта. После предварительного выбора размеров элементов рабочего оборудования, гидроцилиндров и гидронасосов проводят уточненный проверочный расчет рабочего оборудования, основными задачами которого является определение усилий копания на режущей кромке (зубьях) ковша и работы копания обеспечиваемой машиной, категории грунта, который может разрабатывать экскаватор, а также нагрузок на рабочее оборудование, поворотную платформу, ходовое оборудование и др. Данные этих расчетов используются также для расчета конструкции машин на прочность. В общем случае при копании на рабочее оборудование действуют сопротивление грунта отделению от массива и гравитационные силы - собственные, присоединенных элементов и транспортируемого в ковше фунта.

Главной рабочей нагрузкой является сопротивление грунта копанию, кН,

P0.1=kkBh=kkF,

где, kк - удельное сопротивление грунтов копанию, кПа;

Вк и h - ширина и толщина среза грунта, м.

Исходя из равенства объемов ковша и снимаемой стружки q кkн= lкол F kp площадь поперечного сечения срезаемой стружки грунта (м2) при криволинейной траектории движения ковша

F=qkkH/lколkp =0,5*0,95/ 2,086* 1,08= 0,25 м2

Путь копания поворотом ковша его гидроцилиндром

lкол.к = 2lкр/360.

Принимаем р=950

lкол.к=

Путь копания (м) поворотом рукояти определится из выражения,

lкол.р = 2(lр+ lк)р /360.

lкол.р =

2.3 Определение производительностей одноковшового экскаватора

2.3.1 Определение технической производительности экскаватора

Техническую производительность одноковшового экскаватора, м3/ч определяют по формуле

П т = 3600 q k н / t ц k рых = 3600*0,5*0,95/1,08*17,1= 92,6м3/ч

где,q - геометрическая вместимость ковша, м3;

кн ,крых - коэффициенты наполнения ковша и разрыхления грунта;

tЦ - продолжительность рабочего цикла, с.

tц=Ki ;

где t к - продолжительность поворота ковша при копании; t р - то же, рукояти при копании; t с - то же, подъема стрелы; t п - то же, поворота платформы к месту разгрузки; t в - то же, разгрузки ковша; t'п - то же, поворота платформы в забой; t'с - то же, опускания стрелы в забой; t'р - то же, поворота рукояти в рабочее положение; t'к - то же, ковша в рабочее положение.

В гидравлических экскаваторах благодаря многопоточной системе привода машинист может включать одновременно два или три движения, совмещая их по времени, например, подъем стрелы и поворот рукояти, подъем стрелы и поворот платформы. При этом операции, продолжительность которых меньше продолжительности совмещаемых с ними операций, можно не учитывать. В частности, если продолжительность поворота ковша меньше, чем поворота рукояти, а время подъема стрелы - меньше времени поворота, общую продолжительность цикла при совмещении этих операций можно выразить так:

t ц = t р + t п + t'п + t'с + t'р + t'к

Продолжительность (с) отдельных операций цикла может быть найдена по эмпирической зависимости

3 ___ 3 ____

t ц = К i v m э = 6,3*v 20=17,1 с

где m э - масса экскаватора, т; К i - коэффициент пропорциональности, принимаемый по таблице 4 [3].

Таблица 4. Коэффициент пропорциональности К i .

Наименование операции	Масса экскаватора, т
	6	12	20	30	45	60	90	120	190
	К i
Копание Поворот на выгрузку Выгрузка Поворот в забой Продолжитель-ность цикла	1,79 1,65 1,85 1,21 6,60	1,76 1,72 1,97 1,36 6,81	1,67 1,56 1,81 1,26 6,30	1,68 1,36 1,82 1,34 6,25	1,65 1,54 1,83 1,38 6,40	1,59 1,49 1,72 1,35 6,15	1,47 1,38 1,62 1,33 5,80	1,7 1,8 1,5 1,3 6,0	1,24 1,15 1,34 1,12 4,85

2.3.2 Определение эксплуатационной производительности экскаватора

Эксплуатационную производительность (мі/см, мі/мес, мі/год) определяют также по грунту в плотном состоянии:

Пэкск=ПтехtрКв = 92,6 • 4,25 • 0.85 = 334,51м3/смена

где tp - продолжительность периода работы, ч;

kв - коэффициент использования машины по времени, в среднем

2.4 Расчет основных параметров механизма передвижения

Тяговые расчеты экскаваторов с гусеничными движителями проводятся для трех режимов передвижения:

- прямолинейное движение на почти горизонтальном участке (бmin = 2…3о);

- поворотное движение в аналогичных условиях;

- прямолинейное движение на максимальном подъеме (б mак = 22° для экскаваторов 1...1У групп и б mак = 20° - У группа).

Общее сопротивление перемещению движителя составит:

на первом режиме

W0 = W ѓ + W j + W бmin = 23,1 Н (47)

на втором и третьем режимах

WЗ0 mах = W0 + Wп = 72,6 Н;

WЗЗ0 mах = W ѓ + W j + W бmах = 79,95 Н, (48)

где W ѓ = ѓ m э g = 16,5 Н - сопротивление прямолинейному движению, Н;

ѓ - коэффициент сопротивления движению; принимается в зависимости от вида опорной поверхности и типа ходовой системы в пределах ѓ = 0,06...0,15 [I, таблица 5.1];

W j = (0,01...0,02) m э g = 1,65 Н - сопротивление сил инерции, Н ;

W бmin = m э g sin бmin = 4,95 Н - сопротивление подъему на угол бmin = 2...30; Н;

Wп = ѓп m э g = 49,5Н - сопротивление повороту на минимальном радиусе Rmin = К/2 и коэффициенте сопротивления повороту ѓп = 0,3... 1,0;

W бmах = m э g sin бmах = 61,8 Н - сопротивление подъему на угол бmах.

2.5 Пути повышения производительности экскаватора

Целью настоящей работы является повышение производительности экскаватора в режиме разработки грунта путем оптимизации объема ковша.