Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

Одноковшовыми экскаваторами разрабатывается около 45% всех грунтов. Машины имеют различное по виду и объему ковша рабочее оборудование, механический или гидравлический привод. На механических экскаваторах ковш жестко соединен с рукоятью и его движение осуществляется за счет напорного усилия рукоятью и за счет тягового усилия — канатами. У гидравлических экскаваторов движение ковша происходит за счет усилий штоков гидроцилиндров стрелы, рукояти или ковша.
Рабочее место экскаватора — это зона его работы в пределах геометрических параметров рабочего оборудования, а также размеров площадки стоянки транспорта под погрузку грунта и укладки его в отвал при разработке навымет.
При возведении инженерных сооружений для разработки грунтов широко используются одноковшовые экскаваторы с различным сменным оборудованием с ковшом вместимостью 0, 25...3, 2 м³. Выбор типа одноковшового экскаватора зависит от характера и условий выполняемых работ, размеров и вида земляного сооружения. Экскаватор, оборудованный прямой лопатой (рис. 4.5, а), предназначен для разработки грунтов I—VI групп и дробленых скальных пород выше уровня стоянки экскаватора. При наличии грунтовых вод уровень их следует понизить так, чтобы рабочее место экскаватора было сухим. Прямая лопата используется, как правило, для разработки котлованов, траншей, резервов с погрузкой грунта в транспорт и реже навымет.

49 Обратная лопата служит для разработки грунта, находящегося ниже уровня стоянки, при этом ковш движется вверх в сторону экскаватора.

Обратная лопата является основным рабочим оборудованием для гидравлических экскаваторов 2-й - 5-й размерных групп. Экскаватор с обратной лопатой предназначен для разработки грунтов I -III категории и предварительно разрыхленных мерзлых и прочных грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и выполнения погрузо-разгрузочных работ в интервале температур от -40 до +40 С.
При работе обратной лопатой реализуются большие усилия копания, так как отпор грунта воспринимается не только массой рабочего оборудования, но и массой всей машины. Кроме того, улучшена наполняемость ковша и точность выгрузки за счет поворота его относительно рукояти, возможно применение широкого спектра удлиненных стрел и рукоятей и профильных ковшей для очистки кюветов, каналов и т.д.
Обратную лопату снабжают сменными ковшами различной формы и вместимости. Ковши обратной лопаты чаще всего изготавливают сварной конструкции без открывающегося днища. Верхний пояс ковша имеет усиление. В районе режущей кромки передней стенки приварены карманы для установки зубьев, количество которых зависит от ширины ковша и вида работ, для которых они предназначены. Нередко зубья устанавливают и на боковых стенках, преимущественно при разработке грунта в траншеях. Эти зубья подрезают стенки траншеи, исключая заклинивание в ней ковша. Передняя стенка в нижней части имеет перфорацию для удаления воды при разработке переувлажненных грунтов.
При установке на экскаваторах составной стрелы основная и удлиняющая ее части соединяются между собой шарнирно, но для исключения их поворота друг относительно друга между ними устанавливают дополнительную тягу. Тяга имеет несколько фиксированных положений, что позволяет при необходимости изменять угол между основной в удлиняющей частями стрелы.
Разрабатывают грунт поворотом рукояти относительно стрелы или поворотом ковша относительно рукояти.
Обратная лопата экскаватора с механическим (канатным) приводом (рис.3) несколько отличается от обратной лопаты экскаватора с гидравлическим приводом.

Экскаватор «драглайн» используют для разработки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора: дляотрывки глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработки грунта из-под воды и т. п. Драглайн применяют также при планировке площадей и зачистке откосов. Достоинство экскаватора - радиус действия до 10 м и глубина копания до 12 м. Глубина копания у экскаватора практически неограничена, конструкция машины позволяет располагать транспортные средства на дневной поверхности и на дне котлована, т. е. уровень грунтовых вод не оказывает влияния на работу экскаватора. Эффективно разрабатывать экскаватором мягкие и плотные грунты, в том числе обводненные.

Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната.

Применимы разработки грунта лобовой и боковой проходками с отгрузкой грунта в транспорт и отвал. В зависимости от ширины выемки, способа разгрузки грунта (в отвал или в транспортные средства) и особенностей земляного сооружения, в практике нашли применение челночные способы разработки грунта, так как конструктивное решение экскаватора позволяет применять такие схемы.

Поперечно-челночная схема дает возможность набирать грунт поочередно с каждой боковой стороны самосвала, подаваемого под погрузку по дну выемки, не прекращая поворота стрелы в момент выгрузки грунта. При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. В цикле работы экскаватора повороты занимают основное время, в этом плане челночные схемы с минимальным углом поворота для погрузки и выгрузки являются оптимальными. Благодаря уменьшению высоты подъема ковша и сокращению угла поворота экскаватора (при продольно-челночной схеме около 0°, а при поперечно-челночной 9...20⁰) производительность экскаватора увеличивается в 1, 5...2 раза. Строительные экскаваторы «драглайн» применяют с ковшом вместимостью 0, 25...2, 5 м³

Грейфер используют в сугубо специфических случаях дляотрывки узких глубоких котлованов, траншей, колодцев, при разработке грунта ниже уровня грунтовых вод. Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или в последнее время стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер навешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Погружение в грунт осуществляется только за счет собственной массы и принудительного опускания стойки, поэтому можно разрабатывать грунты малой и высокой плотности, в том числе и находящиеся под водой. Строительные экскаваторы «грейфер» применяют с ковшом вместимостью 0, 35...2, 5 м³.

Экскаваторы траншейные цепные
Цепные траншейные экскаваторы по типу рабочего органа делятся на многоковшовые - с двухрядной цепью, между ветвями которой укреплены ковши, и скребковые - с однорядной и двухрядной цепью, снабженной скребками и резцами.

Экскаваторы-каналокопатели
Экскаваторы-каналокопателипредназначенны для рытья мелиоративных каналов. Э.-К. перемещают грунт в сторону, образуя дамбы (кавальеры), или разбрасывает его тонким слоем по прилегающей к каналу площади. Различают Э.-К. с активными (фрезерные, шнекороторные), пассивными (плужные) и комбинированными (плужнороторные) рабочими органами. У двухфрезерного Э.-К. рабочий орган состоит из двух дисковых конусных фрез, на торцах которых установлены ножи для разработки грунта, а на внутренней конической поверхности - лопатки для его удаления. Вращаясь снизу вверх, фрезы прорезают узкие щели вдоль откосов, в средней части канала. Грунт обрушивается на фрезы, измельчается и отбрасывается лопатками по обе стороны на расстояние до 10 м. У шнекороторных экскаваторов-каналокопателей рабочий орган состоит из ротора и двух конических шнеков. Ковшами ротора разбрасывается грунт средней части канала, наклонными шнеками - грунт вдоль откоса. Оставшаяся часть грунта обрушивается, перемещается шнеками к ковшам ротора, которыми подаётся на два ленточных транспортёра, и отваливается в дамбы и кавальеры. Плужные Э.-К. имеют плоский сменный лемех, подъёмно-отвальные поверхности для подрезания, подъёма и перемещения грунта. Плужно-роторный Э.-К. состоит из рамы с отвалом, блока трансмиссии с ротором, кожуха и гидросистемы управления. Вращаясь снизу вверх, ротор разрабатывает один откос и часть сечения канала и удаляет весь грунт в дамбу; пассивным отвалом подрезается оставшаяся часть грунта и перемещается к ротору.\