CC BY
17
134
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
УДК 621. 879. 48
РОТОРНЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ С МАЛЫМИ ЛИНЕЙНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Е.К.Сарымов
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
К,урылыс endipici жагдайында экскаваторльщ цурал-жабдыцтары турмртщ арасында Kiwi сызык/пыц параметрлермен роторлъщ экскаваторлардыц ерекшелжтер1 царастырылады.
Рассматриваются особенности роторных экскаваторов с малыми линейными параметрами среди видов экскавационного оборудования в условиях строительного производства.
The author focuses on the peculiarities of rotary excavators with smaller linear parameters among the types of excavation equipment under construction conditions.
Основными направлениями дальнейшего развития роторных экскаваторов является повышение их эксплуатационных характеристик (производительности и надежности); расширение универсальности и области применения.
Производительность повышается путем увеличения мощности силовых установок, снижения потерь, применения новых процессов разработки и транспортировки грунта.
Наиболее приемлемыми и производительными в условиях строительства являются роторные экскаваторы с малыми линейными параметрами. В отличие от роторных экскаваторов обычного исполнения, они имеют стрелу небольшой длины, и, следовательно меньшие размеры и массу. Эти машины широко применяются на сосредоточенных и линейных земляных работах больших объемов (на строительстве гидротехнических сооружений, оросительных систем, железных и шоссейных дорог), в карьерах, для погрузки сыпучих материалов, и т.п.
№2, 2005 г.
135
Повышенная мобильность и транспортабельность роторных экскаваторов с малыми линейными параметрами обеспечивают их эффективное применение и при сравнительно небольших объемах земляных работ.
Небольшой рабочий вес строительных роторных экскаваторов позволяет осуществлять перевозку машин на железнодорожных платформах или трейлерах.
Проведенный сравнительный анализ показал, что себестоимость разработки 1 м3 грунта роторными экскаваторами рассматриваемого типа на 10 - 60 % ниже, чем при использовании другого землеройного оборудования - цепных многоковшовых экскаваторов, одноковшовых экскаваторов, грейдеров, бульдозеров скреперов.
При анализе конструктивных схем экскаваторов с малыми линейными параметрами были установлены следующие статические закономерности, характеризующие взаимосвязи основных параметров, весовых и энергетических показателей этих машин с производительностью и удельным сопротивлением копанию.
На рисунке 1 приведены графики, иллюстрирующие основные статистические закономерности, характерные для экскаваторов с малыми линейными параметрами (кривые 1) и для экскаваторов в обычном исполнении (кривые 2).
Снижение высоты забоя при неизменной производительности позволяет уменьшить не только длину стрелы роторных экскаваторов, но и диаметр ротора (см. рисунок 1, а). Возможность уменьшения ротора объясняется следующим. У экскаваторов с не выдвижной стрелой диаметр ротора определяется в основном условиями размещения оборудования роторного узла. По этим условиям диаметр ротора уменьшается с увеличением угла откоса уступа при неизменной длине стрелы. Со снижением высоты забоя при уменьшении длины стрелы допустимый по условию устойчивости угол откоса возрастает. Следовательно, диаметр ротора может быть уменьшен до величины, определяемой заданной производительностью и возможностью размещения внутри ротора приемно-пита-ющего устройства необходимой пропускной способности. С увеличением производительности высота копания и рабочий вес экскаваторов с малыми линейными параметрами возрастают значительно меньше интенсивно (особенно масса), чем одноименные показатели машин в обычном использовании.
136
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Рис.1.
Показатели роторных экскаваторов с малыми линейными параметрами и роторных экскаваторов обычного испатнения:
а - зависимость диаметра ротора В(---) и максимального вылета его оси Ь
() от теоретической производительности О; б - зависимость высоты копания Н
№2, 2005 г.
137
(---) и рабочего веса О ( ) от теоретической производительности 0;
в - зависимость удельной металлоемкости (с учетом высоты копания) от теоретической производительности
У машин с малыми линейными параметрами масса является примерно линейной функцией от производительности (см. рисунок 1,6), что объясняется небольшим удлинением стрелы с увеличением производительности. У роторных экскаваторов обычного исполнения с ростом производительности высота копания, а следовательно, и длина стрелы возрастают по нелинейному закону. Поскольку масса рабочего оборудования с увеличением производительности также возрастает, то даже незначительное увеличение высоты копания (при больших ее значениях) приводит к резкому увеличению массы и машины. Поэтому удельная металлоемкость с учетом высоты копания (см. рисунок 1, в) при равных значениях производительности у роторных экскаваторов с малыми линейными параметрами примерно вдвое ниже, чем у машины обычного исполнения.
Для решения такой задачи - наиболее перспективными являются роторные экскаваторы с бесковшовым ротором нижней разгрузки, который за счет значительного повышения производительности и увеличения скорости резания Ур, позволяет уменьшить диаметр ротора Ор, а следовательно ее массу и далее массу и размеры всей машины.
В данное время роторные экскаваторы все шире применяют для разработки пород и материалов повышенной прочности. Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации в таких условиях роторных экскаваторов обычного исполнения показал, что их эффективной работе в основном препятствует недостаточная жесткость системы ротор - стрела -подвеска - поворотная платформа. Возникающие в связи с этим колебания рабочего оборудования и экскаватора в целом нарушают стабильность процесса экскавации. Повышение изгибной и крутильной жесткости до необходимых значений связаны с увеличением массы машин.
Как известно, жесткость конструкции существенно возрастает при уменьшении длины стрелы и подвески, поэтому повышение жесткости экскаваторов с малыми линейными параметрами до необходимой величины не представляет трудностей и не вызывает существенного увеличения массы машин. Исходя из этого, можно считать, что для экскавации пород и материалов с удельным сопротивлением копанию свыше 14-16 кг/см2 наиболее целесообразно применять роторные экскаваторы с малыми линейными параметрами.
138
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Роторные экскаваторы с малыми линейными параметрами являются одним из наиболее эффективных видов экскавационного оборудования также при добыче полезных ископаемых, тогда как при использовании одноковшовых экскаваторов требуется предварительное рыхление породы взрывом и измельчение образующихся при этом крупных кусков.
Роторные экскаваторы с малыми линейными параметрами проще в эксплуатации, чем роторные экскаваторы обычного исполнения. Организация серийного производства роторных экскаваторов с малыми линейными параметрами связана с меньшими трудностями.
Из всего выше изложенного следует, что роторные экскаваторы с малыми линейными параметрами являются одним из наиболее эффективных видов экскавационного оборудования в условиях строительного производства при значительных объемах земляных работ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нураков С. Экскавационно - погрузочные машины с инерционным ротором нижней разгрузки. Алматы., Жана Арка. 1995-212 с.
2. Владимиров В.М., Хазанет Л.Л. Роторные экскаваторы с малыми линейными параметрами за рубежом. М., НИИИинформтяжмаш, 1967-225с.
