Технология производства работ одноковшовыми экскаваторами для возведения земляного полотна автомобильных дорог

2.4 Технология производства работ одноковшовыми экскаваторами

2.4.1 Назначение и сравнительная характеристика экскаваторов

Экскаватор одноковшовый - это самоходная землеройная машина цик­лического действия, предназначенная для разработки грунта I-IV группы с погрузкой в транспортные средства или перемещением в отвал.

Экскаваторы при сравнении их с землеройно-транспортными машинами имеют следующие преимущества:

-  возможность работы в грунтах III-IV группы без предварительного рыхле­ния;

-  меньшая стоимость производства работ на сосредоточенных массивах грунта;

-  возможность разработки грунта в трудных условиях (из-под воды, в глубоких котлованах с крутыми стенками, в колодцах и т. д.).

Недостатки использования экскаваторов:

-  повышенная удельная металлоемкость и энергоемкость;

-  повышенная удельная мощность;

-  удельная выработка меньше, чем в комплектах землеройно-транспортных машин.

Для возведения земляного полотна автомобильных дорог используются строительные универсальные экскаваторы вместимостью ковша до 2,5-4,0 м³. До 80 % общего объема экскавационных работ в настоящее время выполняют экскаваторы с гидравлической системой управления рабочим оборудованием,

Преимущества гидравлических экскаваторов:

-  удельная масса на 1 м³ ковша в 2 раза меньше, чем у канатно-балочных;

-  усилие резания на кромке ковша в 3-4 раза выше, чем у механических;

-  удельный расход энергии в 1,5-2 раза меньше, чем у механических;

-  большая маневренность обеспечивает более рациональные рабочие движения

2.42 Рабочее место и рабочий цикл одноковшовых экскаваторов

Рабочим местом экскаватора является забой - пространство с работающим экскаватором, ограниченное по высоте (глубине) высотой (глубиной) копания грунта, а по ширине - боковыми стенками (бортами), конфигурация которых зависит от параметров рабочего оборудования.

По мере отработки грунта забой перемещается в пространстве, а за экскава­тором остается траншея определенной формы, называемая проходкой.

Форма и размеры проходок зависят от размеров возводимого сооружения типа рабочего оборудования экскаватора, а также от его размерных параметров.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора состоит из 4-х основных элементов:

-  набор грунта;

-  поворот на разгрузку;

-  разгрузка;

-  обратный ход.

Наиболее продолжительными являются второй и четвертый элементы цикла, зависящие от угла поворота экскаватора. Поэтому при проектирова­нии проходок разворот под разгрузку стремятся свести к минимуму.

2.43 Параметры забоев и проходок для экскаваторов с оборудованием прямая лопата

Для работы экскаватора прямая лопата используются проходки:

-  боковая одноярусная;

-  боковая двухъярусная;

-  лобовая;

-  лобовая уширенная.

Наиболее эффективной является боковая двухъярусная проходка, кото­рая обеспечивает незначительный угол поворота в сторону транспортного средства без опускания рукояти при разгрузке (рисунок 2.16).

Наибольшая высота копания регламентирует максимальную высоту забоя при работе экскаватора с грунтами в естественном состоянии. Для разрыхлен­ных скальных грунтов при равномерном рыхлении, исключающем образована козырьков, высоту забоя допустимо увеличивать до 1,5 Н.

Наименьшая высота забоя определяется условием наполнения ковша с «шапкой» за одно рабочее движение рукояти. Для экскаваторов с ковшами вместимостью 0,5-2,5 м³, применяемых на сосредоточенных работах по возведению земляного полотна, наименьшая высота забоя в грунтах I, II групп трудности разработки находится в границах 2-3 м, в грунтах III группы - 3,5-4,5 м, в грун­тах IV группы - 5-6 м.

Рисунок 2.16 - Боковая двухъярусная проходка экскаватора прямая лопата:

Н - наи­большая высота копания, м;

Н_я - высота напорного вала, м;

Н_р - наибольшая высот разгрузки, м;

h_я - высота яруса, м;

h_т - высота от уровня стоянки транспортного средства до верха его бортов, м;

Р_п - практический радиус копания на уровне напорного вала, м;

r_п – практический радиус копания на уровне стоянки экскаватора, м;

R_р - радиус разгрузки при наибольшей высоте разгрузки, м;

R_х - радиус, описываемый хвостовой частью платформы;

В₁ - расстояние от оси забоя до верхней бровки бокового откоса, м;

В₂ и В₃ - расстояния от оси забоя до ниж­них бровок соответственно левого и правого откосов, м;

l_п - длина передвижки экскаватора, м;

в_э  - ширина хода экскаватора, м;

в_т - ширина хода транспортного средства, м

Высота напорного вала соответствует горизонтальному положению ру­кояти экскаватора на уровне седлового подшипника и при среднем положе­нии стрелы может быть определена по эмпирической формуле:

                                                                                     (2.9)

где G_э - масса экскаватора, кг.

Практические радиусы копания составляют:

R_п = (0,8...0,85)R;                                                                                       (2.10)

r_п = 0,9r,                                                                                              (2.11)