Дроздова Л.Г., Курбатова О.А. Одноковшовые экскаваторы: конструкция, монтаж и ремонт

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство по образованию

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ им. В.В. Куйбышева)

Л.Г. Дроздова, О.А. Курбатова

Одноковшовые экскаваторы:

конструкция, монтаж и ремонт

Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим

центром в качестве учебного пособия для студентов

специальностей 150402 «Горные машины и оборудование»

и 130403 «Открытые горные работы» вузов региона

Владивосток

2007

УДК 621.31.

Д 75

Дроздова, Л.Г. Одноковшовые экскаваторы: конструкция, монтаж

и ремонт: учеб. Пособие /Л.Г. Дроздова, О.А. Курбатова. – Владивосток:

Изд-во ДВГТУ, 2007. – 235 с.

ISBN 978-5-7596-0729-8

В учебном пособии рассмотрены конструктивные и кинематические

схемы одноковшовых экскаваторов, их рабочее оборудование и механизмы, а

также монтаж, демонтаж, наладка, технический контроль и обслуживание.

Рассмотрены методологические основы тягового расчета, расчета и по-

строения нагрузочных диаграмм.

Предназначено для студентов дневной, заочной и дистанционной форм

обучения горных специальностей.

Рецензенты: А.И. Агошков, генеральный директор научно-производ-

ственного проектно-конструкторского объединения «Экогеопроект», д-р техн.

наук, профессор, академик МАНТЭБ; Ю.А. Васянович, зав. лабораторией

Проблем освоения угольных месторождений ИГД ДВО РАН, д-р техн. наук,

профессор.

Печатается с оригинал-макета, подготовленного авторами

ISBN 978-5-7596-0729-8 © ДВГТУ, 2007

Предисловие

Проводимые реформы системы образования выдвигают на первый

план усилие самостоятельной работы студентов, ее продуктивность опре-

деляется достаточным обеспечением учебной методической и справочной

литературой по изучаемым дисциплинам.

Основными учебниками для студентов специальности 150402 «Гор-

ные машины и оборудование» и 130403 «Открытые горные работы» явля-

ются книги, подготовленные большим коллективом московских профессо-

ров под редакцией Р.Ю. Подерни, которых в библиотеках ДВГТУ не доста-

точно.

Данное учебное пособие снимет острую нехватку литературы по кур-

сам «Механическое оборудование карьеров», «Основы эксплуатации гор-

ных машин и оборудования», «Эксплуатация карьерного оборудования»

для студентов специальностей 150402 «Горные машины и оборудование» и

130403 «Открытые горные работы».

В учебном пособии рассматриваются выемочно-погрузочные одно-

ковшовые машины и их конструктивные и кинематические схемы, рабочее

и ходовое оборудование, а также техническое обслуживание: монтаж, де-

монтаж, ремонт, пуско-наладочные работы одноковшовых экскаваторов.

Учебное пособие может помочь студентам в выполнении курсовых

проектов по дисциплинам «Механическое оборудование карьеров», «Тех-

нология открытых разработок», «Основы горного дела», «Электропривод».

В век компьютерных технологий все приведенные в пособии задачи

могут быть решены на персональном компьютере, их решение позволит

повысить уровень теоретической и профессиональной подготовки буду-

щих специалистов.

В достаточном объеме в пособии приведены справочные данные од-

ноковшовых экскаваторов.

Введение

Горно-добывающая промышленность России на современном этапе

характеризуется дальнейшим развитием открытого способа разработки по-

лезных ископаемых. Преобладающее значение открытые разработки уже

приобрели при добыче руд черных и цветных металлов, горно-химического

сырья и строительных материалов.

Парк горных и транспортных машин, занятых в сфере горного произ-

водства открытым способом, требует качественных изменений за счет уве-

личения единичной мощности машин и грузоподъемности работающих с

ними в технологической цепочке средств транспорта; создания более безо-

пасного, надежного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования,

обладающего комфортностью для экипажа и удобством в управлении, пре-

восходящего по своим технико-экономическим показателям лучшие отече-

ственные и зарубежные образцы техники.

Россия была первой из европейских стран, где начали применять экс-

каваторы. Уже в 1845 – 1851 гг. на строительстве железной дороги «Моск-

ва – Санкт-Петербург» работали 4 экскаватора. В 1903 г. на Путиловском

заводе были созданы первые отечественные конструкции механических

лопат на железнодорожном ходу. Но настоящее развитие отечественное

экскаваторостроение получило лишь при советской власти, и особенно –

после Великой Отечественной войны. В годы довоенных пятилеток было

изготовлено несколько тысяч одноковшовых экскаваторов. Строятся ма-

шиностроительные заводы: Ковровский, Костромской, Воронежский,

Уральский по выпуску горной техники.

В настоящее время производство одноковшовых экскаваторов в стра-

нах СНГ в основном сосредоточено на следующих предприятиях: Ново-

Краматорском (НКМЗ) и Донецком (ДМЗ) машиностроительных заводах

(Украина); ГП «Крастяжмаш», а также ОАО «УЗТМ» и ОАО «Ижорские

заводы», которые известны как открытое акционерное общество «Объе-

диненные машиностроительные заводы» (группа «УРАЛМАШ-ИЖОРА)

(Россия).

Учебное пособие будет полезно в изучении дисциплины «Механиче-

ское оборудование карьеров», в которой рассматриваются вопросы конст-

руктивных особенностей машин первого, второго, третьего классов, а в ча-

стности: буровые машины, экскаваторы, скреперы, бульдозеры, рыхлители,

а также драги, средства гидроотбойки и выемки горных пород.

РАЗДЕЛ I

Выемочно-погрузочные одноковшовые машины

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭКСКАВАТОРНЫХ

ЗАБОЯХ И РАБОЧИХ РАЗМЕРАХ

ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ХОДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ НА РАБОЧЕЕ

ОБОРУДОВАНИЕ И МОЩНОСТИ ПРИВОДОВ

ГЛАВНЫХ МЕХАНИЗМОВ

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ХОДОВОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЭКСКАВАТОРОВ И

КОМПЛЕКСОВ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОДНОКОВШОВЫХ

ЭКСКАВАТОРАХ

Наиболее характерными представителями выемочно-погрузочных

машин, эксплуатируемых на открытых разработках, являются одноковшо-

вые и многоковшовые экскаваторы.

Экскаватором называется машина, предназначенная для черпания

(экскавации) горной массы, перемещения ее на относительно небольшие

расстояния и погрузки на транспортные средства и в отвал.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора складывается из четырех

последовательных операций: наполнения ковша (черпания), перемещения

его к месту разгрузки (транспортирования), разгрузки и перемещения по-

рожнего ковша к месту черпания для воспроизведения нового цикла. По-

этому одноковшовые экскаваторы являются машинами цикличного (пре-

рывного действия).

1.1. Классификация экскаваторов

Существующие типы экскаваторов в общем виде классифицируются

типажом по следующим признакам:

• назначению и роду выполняемой работы;

• вместимости ковша Е, м

;

• видам рабочего, ходового и силового оборудования.

По назначению одноковшовые экскаваторы подразделяют на сле-

дующие типы:

строительные – с ковшами емкостью от 0,15 – 2 м

, на гусеничном

или пневмоколесном ходу, универсальные (снабжаются сменным рабочим

оборудованием прямой или обратной лопаты, драглайна, грейфера или

крана); предназначаются в основном для производства земляных и мон-

тажных работ на строительстве;

карьерные – с ковшами емкостью от 4 до 12,5 м

, на гусеничном хо-

ду, имеют рабочее оборудование прямой лопаты с относительно короткой

стрелой и рукоятью; применяются главным образом на карьерах при разра-

ботке породных, рудных или угольных уступов с нижней погрузкой в

транспортные сосуды;

вскрышные – с ковшами емкостью от 4 до 35 м

, на гусеничном ходу,

оборудуются прямой лопатой, но с удлиненной стрелой и рукоятью; пред-

назначаются в основном для разработки уступов с верхней погрузкой или с

перемещением горной массы в отвал;

шагающие драглайны – с ковшами емкостью от 4 до 80 м

и с длин-

ными стрелами (до 100 м); применяются для разработки уступов на карье-

рах с перемещением породы в отвал, для проведения траншей, рытья кот-

лованов, насыпки дамб, плотин и др.

Одноковшовые экскаваторы следует различать также по возможно-

сти использования их с различными видами рабочего оборудования.

Универсальными экскаваторами называются машины, имеющие не ме-

нее четырех видов сменного рабочего оборудования. Строительные экскавато-

ры обычно выпускают универсальными, причем один вид рабочего оборудова-

ния может быть легко заменен другим бригадой, обслуживающей экскаватор.

Полууниверсальными называются экскаваторы, которые имеют два-

три вида рабочего оборудования. К таким относятся машины с ковшами

емкостью не более 4 – 6 м

Специальными называются экскаваторы, имеющие только один вид

рабочего оборудования. К ним обычно относятся машины с ковшами емко-

стью свыше 4 м

Общую классификацию одноковшовых экскаваторов можно пред-

ставить в табл. 1.1.

1.2. Основные части одноковшовых экскаваторов

Современный одноковшовый экскаватор состоит из следующих ос-

новных частей:

• рабочего оборудования;

• рабочих механизмов;

• ходового оборудования;

• поворотной платформы;

• силового оборудования.

Рабочим оборудованием называется та часть экскаваторов, с помо-

щью которой они копают грунт, поднимают груз, зачерпывают и перегру-

жают сыпучие материалы и пр. Рабочее оборудование расположено в пе-

редней части поворотной платформы экскаватора (или на поворотной ко-

лонне у неполноповоротных машин). В зависимости от способа крепления

рабочего органа (ковша, крюка, грейфера) различают рабочее оборудова-

ние с жесткой или гибкой подвеской рабочего органа.

Рабочие механизмы служат для получения рабочих движений ковша

экскаватора: подъема (и тяги у драглайна) и напора. Доставку ковша к мес-

ту разгрузки производят механизмом поворота. Все эти механизмы уста-

навливаются на поворотной платформе (за исключением механизма напора

у карьерных лопат с зубчато-реечной системой выдвижения рукояти, нахо-

дящейся, как правило, на стреле.

По кинематическому признаку механизмы экскаватора подразделя-

ются на три типа:

• с однодвигательной схемой привода всех механизмов от одного

общего двигателя;

• с групповой схемой привода нескольких механизмов от общих

двигателей;

• с многодвигательной схемой привода механизмов от собственных

двигателей.

Первые два типа применяются на экскаваторах малой мощности –

универсальных. Механизмы экскаваторов средней и большой мощности

имеют индивидуальный привод постоянного тока с одним или нескольки-

ми двигателями.

Ходовое оборудование экскаватора может быть гусеничное, пневмо-

колесное, рельсовое, шагающее, рельсово-шагающее. Наиболее распро-

страненным является гусеничное оборудование, обеспечивающее хорошую

проходимость экскаватора.

Рельсовое ходовое оборудование в современных одноковшовых экс-

каваторах не применяется. В основном рельсами оборудуются многоков-

шовые экскаваторы.

Шагающее ходовое оборудование обеспечивает низкое давление на

грунт, имеет небольшую массу, устойчивость машины на базе при работе.

Одноковшовые экскаваторы драглайн в основном оборудованы механиз-

мами шагания.

Рельсово-шагающее ходовое оборудование обладает высокой манев-

ренностью, возможностью дозированного перемещения машины с высокой

скоростью и плавностью, малыми давлениями на опорную поверхность. В

основном служит как ходовое оборудование мощных отвалообразователей

и роторных экскаваторов.

Поворотная платформа опирается через ролики опорно-поворотного

устройства на раму ходового оборудования, относительно которого плат-

форма может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Одна и та же

поворотная платформа может быть установлена на различное ходовое обо-

рудование. В зависимости от угла поворота платформы экскаваторы назы-

ваются полноповоротными или неполноповоротными. Одноковшовые экс-

каваторы в основном выпускают полноповоротными, т.е. их поворотная

часть может вращаться на 360

. У машин этого типа на поворотной плат-

форме устанавливают: основные рабочие механизмы, приводные электро-

двигатели, а также крепят рабочее оборудование.

Силовое оборудование – это энергетический комплекс, содержащий

приводной двигатель и машины – преобразователи энергии, например,

электрические генераторы или электрические двигатели.

Комплекс двигателя с исполнительным механизмом представляет со-

бой привод машины. Типом двигателя определяется вид двигателя, кото-

рый может быть электрическим, дизельэлектрическим, дизельгидравличе-

ским, электрогидравлическим.

На крупных одноковшовых экскаваторах для привода главных меха-

низмов в основном используют тихоходные электродвигатели постоянного

тока, которые позволяют иметь безредукторный привод, что в целом по-

вышает надежность экскаватора. Кроме того, при одной и той же мощности

тихоходные двигатели имеют меньшие потери энергии и продолжитель-

ность переходных процессов по сравнению с быстроходными.

Вопросы для контроля

1. Как классифицируются экскаваторы по назначению?

2. Приведите классификацию экскаватора по ёмкости ковша?

3. Какова классификация экскаваторов по виду рабочего оборудования?

4. На какие типы экскаваторы делятся по ходовому оборудованию?

5. Как подразделяются экскаваторы по типу силового оборудования?

6. Назовите кинематические схемы механизмов экскаваторов.