При каком оборудовании достигается наибольшая производительность работ при выгрузке грунта на транспортные средства? драглайн - устройство в виде ковша на гибких подвесках (тросах), предполагающее копание «на себя», т.е. режущая кромка ковша находится со стороны, ближайшей к кабине машиниста (в);

прямая лопата - устройство в виде ковша, закрепленного на конце специального стержня - рукояти, шарнирно соединенного со стрелой, приспособленное для копания «от себя», т.е. режущая кромка ковша находится со стороны, противоположной кабине машиниста (а);

обратная лопата - устройство, также имеющее ковш и рукоять, но приспособленное для копания «на себя», т.е. режущая кромка ковша находится со стороны, ближайшей к кабине машиниста (б);

грейфер - устройство, включающее ковш (чаще всего на гибких подвесках), снабженный поворотными челюстями для захвата грунта (д).

Каждый вид оборудования имеет свои достоинства и недостатки, свои особенности, которые определяют его область применения.

Процесс разработки грунта одноковшовыми экскаваторами при любом рабочем оборудовании включает цикл из следующих опера­ций:

1.резание грунта и заполнение ковша;

2.подъем ковша с грунтом,

3.поворот экскаватора вокруг вертикальной оси к месту выгрузки,

4.выгрузка грунта,

5.обратный поворот экскаватора,

ДРАГЛАЙН

Разработка грунта драглайном предполагает в основном выгрузку грунта в отвал, ибо для выгрузки на транспорт он приспособлен зна­чительно хуже. Экскаватор с драглайном всегда должен располагать­ся выше зоны разработки грунта, т.е. резание грунта и заполнение ковша должно происходить ниже уровня стоянки экскаватора. Драглайном можно откапывать практически любые котлова­ны или траншеи. При решении задач природообустройства экскаваторами с драглайном обычно разрабатываются каналы гидромелиора­тивных систем, производится уширение таких каналов без перерыва подачи воды, добываются песок или гравий из-под воды, производит­ся разборка перемычек, выполняются вскрышные работы. Драглайн позволяет разрабатывать практически любые грунты, но для скаль­ных и полускальных грунтов обязательно требуется предварительное рыхление.

Способы разработки грунта драглайном зависят от конкретных условий и в первую очередь размеров выемки. При относительно уз­ких выемках, когда радиусом выгрузки экскаватора может быть пе­рекрыто расстояние от оси выработки до внешней (дальней) бровки отвала (кавальера), применяют лобовую (продольную, торцевую) раз­работку (рисунок 7а). При ней экскаватор располагается внутри контура выемки и перемещается (от стоянки к стоянке) вдоль оси этой выемки. Отсыпка грунта в этом случае производится на одну или две стороны от выемки. Если же выемка достаточно широкая и радиус выгрузки не перекрывает упомянутого расстояния, применяется бо­ковая {поперечная) разработка (рисунок 76). При ней работа ведется в две или более проходки, экскаватор располагается за пределами кон­тура проходки (сбоку от нее) и перемещается по берме параллельно оси этой проходки, а грунт отсыпается только по одну сторону про­ходки — ту сторону, где находится экскаватор.

В зависимости от способа разработки грунта должны соблюдать­ся следующие условия (рисунок 8):

1.при лобовой разработке (рисунок 8а), как уже отмечалось, требу­ется, чтобы радиус выгрузки Rs был не менее величины Ал - расстояния от оси выемки до дальней (внешней) бровки отвала (кавальера);

2.при боковой разработке необходимо, чтобы радиус резания Rp и радиус выгрузки Re в сумме были не менее величины А6 (рисунок 86).

Независимо от способа разработки грунта должны соблюдаться еще два условия:

1.глубина копания экскаватора должна быть не менее глубины выемки;

2.высота отсыпки должна быть не менее высоты насыпи (ка­вальера);

ПРЯМАЯ ЛОПАТА

Экскаваторы с прямой лопатой (рисунок 5а) отличаются наиболее высокой производительностью. Они имеют более короткую стрелу, примерно вдвое меньшую, чем при драглайне с такой же вместимостью ковша. В этой связи, несмотря на наличие рукояти, радиус копания у них меньше, чем у экскаваторов-драглайнов. Экскаватор с прямой лопатой размещается на дне выемки и работает, как правило, с выгрузкой на транспорт. Ковш прямой лопаты заполняется грунтом при движении снизу вверх вдоль откоса забоя, так что поверхность откоса получается криволинейной.

Минимальная высота забоя прямой лопаты соответствует глубине выемки, при которой достигается заполнение ковша за одно черпание. Очевидно, что в относительно слабых грунтах (с низким сопротивлением резанию) толщина стружки срезаемого грунта будет большей, чем в прочных грунтах. По этой причине ковш в слабых грунтах будет наполняться быстрее, т.е. при меньшей длине набора грунта. Соответственно и минимальная глубина забоя в слабых грунтах будет меньшей, чем в прочных.

Как уже отмечалось, при использовании прямой лопаты экскаватор располагается на дне забоя и выгружает грунт на транспорт, который тоже находится на дне забоя (подъезжает к экскаватору сзади по ходу движения). В отдельных случаях, при разработке выемок уступами, транспорт может располагаться несколько выше уровня стоянки экскаватора - на ближайшем уступе. Ось движения транспорта обычно располагается параллельно оси хода экскаватора.

Как и при использовании драглайна, откопка выемок может производиться двумя способами (рисунок 9). При небольшой ширине выемки применяют лобовую (торцовую, продольную) разработку, при значительной ширине - боковую (поперечную).

При лобовой разработке экскаватор срезает грунт впереди себя и по бокам обычно с обеих сторон от оси своего хода (рисунок 9а, б, в).

Иногда при продольной разработке экскаватор движется не по прямой линии, а по зигзагу (рисунок 9е). Это позволяет разрабатывать выемки в основном на 20...25% шире, чем при прямолинейном дви­жении, но несколько усложняет работу машиниста.

 При боковой (поперечной) разработке экскаватор черпает грунт Преимущественно сбоку, по одну сторону от оси своего движения, 1ак показано на рисунке 9г. При выгрузке на транспорт такой способ Позволяет машинисту работать с несколько меньшими углами поворота стрелы по сравнению с лобовой разработкой, что сокращает время рабочего цикла и повышает производительность.

В связи с выгрузкой грунта на транспорт большое значение приобретает высота подъема ковша и соответственно высота выгрузки. Максимальная высота забоя должна соответствовать наибольшей высоте подъема ковша над уровнем стоянки (рисунок 12). Если высота забоя будет несколько выше, сверху откоса образуется «козырек» (рисунок 126), возможность обрушения которого создает опасность для находящихся в выемке людей и механизмов. Очевидно, что этого допускать не следует.

ОБРАТНАЯ ЛОПАТА

Экскаваторы с обратной лопатой применяются в основном для откопки каналов и котлованов небольшой ширины, траншей с крутыми откосами. Используют их и для очистки осуши­тельных каналов, так как они позволяют разрабатывать грунт в водо­еме ниже существующего уровня воды.

Как уже отмечалось, экскаваторы с обратной лопатой разрабаты­вают грунт по аналогии с драглайном ниже уровня своей стоянки. Выгрузку производят как на транспорт, так и в отвал (чаще всего - в отвал, особенно при гибкой подвеске ковша).Для оценки технических возможностей экскаваторов с обратной лопатой используются такие же параметры, как и у драглайнов. Зна­чение их различается из-за большей длины стрелы у экскаватора-драглайна и наличия рукояти у обратной лопаты.

Разработка грунта обратной лопатой может вестись двумя способами - лобовым и боковым, как и при использовании рассмотренных выше видов оборудования. При выгрузке в отвал практически весь технологический процесс для обратной лопаты совпадает с процес­сом, описанным для драглайна (рисунок 7). В значительной мере все это относится и к выгрузке на транс­порт. Как уже отмечалось, обратная лопата лучше приспособлена к такой выгрузке, особенно при жесткой подвеске с помощью гидроци­линдров. Схемы забоя при работе экскаватора в отвал и на транспорт различается лишь тем, что вместо кавальеров, всегда присутствую­щих при схеме «в отвал» (рисунок 7 и 8), на их месте располагаются подъездные пути и места загрузки транспортных средств.

Производительность экскаватора при выгрузке на транспорт не­сколько ниже, чем при работе в отвал, но это относится ко всем ви­дам рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов.

Разработка больших выемок экскаваторами с обратной лопатой Проектируется так же, как и при использовании других видов обору­дования, т.е. выемка разделяется на ярусы, ярусы на проходки, выби­раются места стоянок экскаватора, трассы движения и места загрузки Транспортных средств или расположение отвалов и т.д.

ГРЕЙФЕРГрейферы используются в основном для откопки глубоких,, но небольших в плане выемок, для работы в стесненных условиях, для разгрузки сыпучих материалов с открытых платформ, барж (иногда даже через люки на палубе сухогрузов). Это обусловлено тем, что ковш грейфера в момент набора грунта не перемещается по поверх­ности забоя, а захватывает грунт только под собой. Иными словами достаточно, чтобы такой ковш поместился в выемке, откопка же мо­жет вестись на любую глубину, ограниченную лишь длиной троса, т.е. канатоемкостью барабанов лебедок, а также условиями видимо­сти места набора грунта. Стрела у грейфера такая же, как и у драглайна. Наибольшая высота выгрузки определяется так же, как и у Драглайнов - от уровня стоянки до зубьев ковша, поднятого на пре­дельную высоту.

Так как ковш грейфера врезается в грунт только под действием собственного веса, он должен быть достаточно массивным, чтобы обеспечить необходимое заглубление в грунт. По этой причине грей­феры - наиболее тяжелые из всех рассмотренных выше ковшей.

Экскаватор с грейфером может разрабатывать грунт как ниже, так и выше уровня своей стоянки. В первом случае грунт разрабатывают, постепенно отступая назад, во втором - перемещаясь в направлении к уступу забоя. Разработка грунта ведется послойно, в связи с чем откосы при откопке грейфером имеют ступенчатую (или вертикальную) форму. В необходимых случаях производится их сглаживание.

С одной стоянки выбирают грунт в пределах полосы, ширина ко­торой определяется шириной захвата ковша. Соответственно шаг экскаватора принимается равным ширине захвата ковша (или не­сколько меньше его).

Грейферы особенно удобны при выгрузке на транспортные сред­ства, так как грунт можно насыпать без ударов с минимальной высоты.

Недостаток грейферов - относительно большая продолжитель­ность рабочего цикла.