|
Роторные полноповоротные экскаваторы радиального копания имеют рабочий орган в виде ротора диаметром от 3 до 20 м. Они являются одними из наиболее прогрессивных видов землеройных машин, отличающихся тем, что у них рабочий орган практически не выполняет транспортных функций. Наличие 6... 12 ковшей вместимостью до 12 м3 создает непрерывный и мощный поток грунта. Рабочие простои составляют 15...20%, в то время как у одноковшовых экскаваторов при непрерывной работе холостые ходы занимают до 80%.
Роторные экскаваторы срезают стружку от вращения ротора со скоростью 1,6...4,5 м/с, осуществляя подачу поворотным движением платформы с окружной скоростью 0,1...0,2 м/с. При этом они разрабатывают забои, поворачиваясь вправо и влево на угол обычно 50... 130°. Ковши срезают серповидную стружку в направлении от экскаватора при работе верхним забоем. Реже применяется работа нижним забоем, при котором ротор срезает стружку в направлении к экскаватору, а стрела опущена ниже горизонта на 20...30°. Универсальные экскаваторы, работающие как верхним, так и нижним забоем, не требуют реверса вращения ротора и перестановки ковшей или всего ротора. Ковши со стороны крепления к центру ротора открыты и при подъеме их после наполнения грунт падает на питатель конвейера, установленного вдоль роторной стрелы, и через ось вращения экскаватора передается на разгрузочный конвейер, поворачивающийся на 200...270° и установленный на вращающейся платформе, или ходовой части экскаватора. Разгрузочный конвейер передает грунт на магистральный конвейер или в перегрузочный бункер. Таким образом, в этих машинах рабочий орган выполняет в основном функции разработки, захвата и разгрузки грунта, а транспортировка по машине, достигающей в длину 200 м, и разгрузка на внешний транспорт осуществляется конвейерами, что требует двух—четырех перегрузочных устройств. Скорость вращения ротора (копания) ограничена динамикой сопротивления копанию, а также влиянием центробежной силы на разгрузку и связностью грунта. Отсутствие ковшовой цепи увеличивает КПД привода ковшей в 1,3... 1,4 раза и уменьшает расход энергии на 20...30%. Высота срезаемой стружки составляет (0,55...0,66). Значительное сечение стружки снижает энергоемкость копания.
Жесткость рабочего органа обеспечивает возможность реализации усилий на ковше, позволяющих разрабатывать грунты V и частично VI категорий, в том числе и многие мерзлые грунты. После каждого прохода ротора по забою под действием поворотного механизма ротор выдвигается в сторону забоя на наибольшую толщину стружки, а поворотное движение реверсируется. Выдвижение ротора осуществляется обычно перемещением всего экскаватора, реже выдвижением телескопической части стрелы. Так как высота забоя у вскрышных экскаваторов обычно в 3...5 раз больше высоты стружки, то после разработки 6... 10 стружек и отработки верхнего яруса роторная стрела опускается для разработки следующего, а экскаватор или ротор отодвигается назад. Таким образом, роторный экскаватор с невыдвижной стрелой многократно проходит вперед и назад по забою, что в мягких грунтах требует уменьшения давления на грунт, которое у роторных экскаваторов не превышает 0,13...0,15 МПа.
После отработки всего блока экскаватор переезжает на всю его длину. Поэтому, хотя роторные экскаваторы обычно и относят к машинам непрерывного действия, однако это довольно условно, так как неизбежные технологические простои на перестановки ротора и машины занимают до 20% рабочего времени.
К достоинствам роторных экскаваторов по сравнению с цепными экскаваторами поперечного копания относятся более высокий КПД, незначительные потери на трение в приводе рабочего органа, значительное увеличение скорости копания.
Основные недостатки роторных экскаваторов — невозможность работы во взорванной скале и в грунте с крупными включениями, быстрый износ прорезиненных лент конвейеров, необходимость продолжительных перерывов для очистки перегрузочных устройств конвейеров от налипания вязких грунтов, чувствительность к ухудшению работы конвейеров при низких температурах и необходимость непрерывного наблюдения за работой и состоянием различных устройств, удаленных друг от друга на расстояния до 150... 200 м.
Существенные динамические нагрузки на роторе, подвешенном на стреле длиной до 100 м, делают эту конструкцию чувствительной к появлению опасных колебаний ротора, которые приводят к изменению сопротивлений на ковше и увеличению колебаний. Эти явления устраняются заменой канатной подвески жесткими тягами.
Ковши роторных экскаваторов могут быть камерными, полукамерными и бескамерными. Особенностью камерной конструкции является разделение подковшовой части ротора на секторные камеры, обеспечивающие скольжение по криволинейной поверхности камеры, наклоненной к горизонту под углом 50...60° к центру ротора, где располагается приемная часть конвейера, на которую грунт поступает без ударов и поэтому не требуются специальные приемные устройства, как у других конструкций. При небольших диаметрах ротора одна камера обслуживает два ковша, а для лучшего направления потока между ковшами устанавливают короткую диафрагму.
Основным недостатком камерного ротора является: в 1,4 ... 2 раза меньшая скорость, чем у бескамерного. Она составляет 0,3 .. . 0,45 от критической вместо 0,4 .. . 0,7 у бескамерных. В сыпучих грунтах и в крепких невязких грунтах производительность камерного ротора может превышать теоретическую в 1,5 .. . 1,7 раза, так как грунт из ковша может начать поступать в камеру раньше, чем ковш выйдет из забоя. Это устраняет уплотнение грунта в ковше, которое ухудшает разгрузку у бескамерного ротора.
Бескамерная и комбинированная конструкции ротора предусматривают установку запорного сектора, предотвращающего поступление грунта в полость ротора-до подхода к зоне разгрузки.
Передача грунта от ротора на транспортирующий орган осуществляется приемо-передающими устройствами. Наилучшими эксплуатационными качествами обладают неподвижные лотки и вращающиеся конусы. Во многих конструкциях используют различные питатели: роликовые, барабанные, тарельчатые, ленточные. При бескамерной конструкции возможно ленточный стреловой конвейер ввести внутрь ротора, установленного под углом. В этом случае материал поступает непосредственно на ленту стрелового конвейера. Одним из примеров комбинированного питателя является устройство, включающее наклонно установленный лист с двумя вращающимися скребками, которые передают грунт на барабан и далее на стреловой конвейер.
Для работы в нелипких и малосвязных грунтах наиболее подходящими являются простой лоток или вращающийся конус, а при большой мощности — роликовый стол с приводными роликами или однобарабанный питатель. При работе в связных грунтах и малой мощности более используют тарельчатый питатель.
При определении окружного усилия на роторе экскаватора в отдельности по ковшам с учетом толщины стружки, срезаемой каждым из них, разница в усилиях получается относительно небольшой. Во многих случаях нагрузки на соседних ковшах близки к соотношению 1:1,3:1:5.
Масса гусеничного ходового оборудования экскаваторов (включая нижнюю раму со всеми устройствами) для обычных условий эксплуатации составляет 35...45% от массы машины; масса шагающего ходового оборудования—12...20% от массы машины (большие значения— для меньших моделей). Специальные условия назначения машин могут изменить указанные выше зависимости и потребовать их пересчета.
Масса стрелы прямой лопаты составляет в среднем 7...9% от массы машины для строительных, карьерных и вскрышных экскаваторов с ковшами вместимостью до 25...30 м3 (больше — для более мощных моделей). При этом в массу стрел следует включать подвески, седловые устройства и прочее оборудование. Стрелы наиболее мощных вскрышных лопат имеют массу порядка 9...10% от массы машины.
<<< назад
|
