Одноковшовые экскаваторы классифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности

По возможности поворота рабочего оборудования бывают: полноповоротные, неполноповоротные.

По типу шасси бывают: навешиваемые на тракторы, автомобильном шасси, пневмоколёсные, гусеничные, шагающие.

К основным преимуществам гидропривода относятся:

1) простота управления и автоматизации;

Надёжность эксплуатации

Возможность получения больших мощностей при малых размерах

И весе передаточного механизма

Простота осуществления различных видов движения поступательного, вращательного, поворотного

5)возможность равномерного распределения усилий при одновременной передаче на несколько приводов;

6)возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки

Недостатки: громоздкость конструкций, малый КПД.

Достоинства: независимость от внешних факторов, надежность.

Вариант №5

Изложить назначения и применение экскаваторов непрерывного действия. Классифицировать экскаваторы непрерывного действия. Выявить достоинства и недостатки экскаваторов непрерывного действия. Определить шаг ковшей каналоочистителя ЭМ-152Б, если скорость цепи 0,5 м/с, коэффициент разрыхления грунта 1,2, коэффициент наполнения ковша 0,9, техническая производительность 81 м³/ч.

Экскаваторами непрерывного действия называют самоходные землеройные машины с активными рабочими органами, которые одновременно и непрерывно копают, транспортируют и разгружают грунт при движении всей машины. Предназначены для выполнения определенных технологических операций, их используют для прокладки траншей, щелей под различные коммуникации, профилировка откосов, прокладка каналов, очистка каналов, добыча полезных ископаемых.

Экскаваторы классифицируются по типу рабочего органа:

1. цепные а) ковшовые; б) скребковые; в)баровые;

2. роторные а) ковшовые; б) диско-фрезерные; в) скребковые.

По способу выполнения рабочего процесса:

1. продольного копания;

2. поперечного копания;

3. радиального копания.

По способу агрегатирования:

1. навесные;

2. прицепные;

3. полуприцепные;

4. самоходные.

Достоинства: благодаря принципу непрерывности рабочего процесса и использованию всего рабочего времени на экскавацию грунта, они обеспечивают более высокую производительность и лучшие удельные показатели по сравнению с одноковшовыми экскаваторами. Недостатки: экскаваторы непрерывного действия уступают в универсальности применения и их используют как правило для выполнения одной или нескольких технологических операций.

Вариант №6

Изложить главные параметры экскаваторов непрерывного действия. По представленной схеме цепного траншейного экскаватора расшифровать позиции 1…8 (рисунок 6.). Сравнить цепной многоковшовый и роторный многоковшовый рабочий орган. Определить производительность экскаватора ЭТЦ-2011 при отрывки траншеи, если глубина траншеи 1,5 м, ширина 0,5 м, скорость движения 100 м/ч, грунт супесь.

Рисунок 6. – схема цепного траншейного экскаватора

Главный параметр экскаваторов непрерывного действия — глубина копания. Основные технологические параметры: ширина разрабатываемой траншеи поверху и понизу. С помощью экскаваторов непрерывного действия могут быть механизированы следующие процессы: разработка грунта в земляных сооружениях типа «траншея», «канал»; нарезание щелей в массиве грунта для взрывных работ при разработке мерзлого грунта; отделка дна, откосов, верха постоянных земляных сооружений с помощью ЭН поперечного копания. На отдельных марках экскаваторов непрерывного действия устанавливают автоматические устройства, позволяющие регулировать положение рабочего органа для создания траншеи с заданным уклоном дна, согласовывать рабочие скорости движения машины и рабочего органа. Автоматизация управления рабочим процессом экскаваторов непрерывного действия значительно повышает производительность и качество работ, эффективность комплексного технологического процесса.

1. гидроцилиндр подъема и опускания рабочего органа

2. механизм подъема-опускания рабочего органа

3. отвальный конвейер

4. ведущие звездочки привода рабочего органа

5. цепи

6. скребки, ковши

7. рама рабочего органа

8. цепи длиннозвенные

Рабочим органом цепных экскаваторов является однорядная или двухрядная свободно провисающая бесконечная цепь, огибающая наклонную раму и несущие на себе ковши или скребки. Рабочим органом роторных экскаваторов является жесткий ротор (колесо) с ковшами или скребками ,вращающийся на роликах рамы.

Цепной рабочий орган имеет быстрый износ пластинчатых цепей, но меньшую металлоёмкость по сравнению с роторным. Роторный рабочий орган имеет большую производительность, меньший износ по сравнению с цепным рабочим органом, но большую металлоемкость, диаметр ротора зависит от глубины копания.

Вариант №7

Изложить назначение и применение землеройно-фрезерных машин. По представленной схеме землеройно-фрезерной машины расшифровать позиции 1…6 (рисунок 7.). Проанализировать работу землеройно-фрезерной машины. Определить объем грунта перемещаемого в ковше скрепера, если техническая производительность 75 м³, время цикла 9 мин.

Рисунок 7. – схема землеройно-фрезерной машины

1)Назначение-для послойной разработки (фрезерования) мерзлого грунта при отрывке неглубоких выемок и планировании поверхностей применяются землеройно-фрезерные машины (ЗФМ), агрегатированные с бульдозером , которые рыхлят фрезой Диаметром до 1 м полосу шириной 2,2—3 м на глубину 0,3—0,5 м со скоростью до 100—150 м/ч. Землеройно-фрезерные машины базируются на серийных гусеничных бульдозерах мощностью 80—118 кВт, оборудованных гидравлическими ходоуменьшителями для получения пониженных рабочих скоростей передвижения. Рабочий орган машины — фреза — представляет собой толстостенную трубу с кронштейнами, на которых крепятся режущие зубья, с износоустойчивой твердо сплавной наплавкой. Привод фрезы осуществляется
от коробки отбора мощности трактора через систему цепных передач. В трансмиссию привода фрезы включена предохранительная муфта.
Применение-на строительстве магистральных каналов и водохранилищ.
2)1-фреза
2-подгребающий лоток
3-приёмный транспортёр
4-выносная рама

5-отвальный транспортёр
6-пеегрузочная воронка
3)Рабочий орган - фреза (роторный рыхлитель) установлен впереди машины. Между кронштейнами, на которых установлены ножи фрезы, расположены витки шнека, подгребающего обрушившийся грунт к средней части забоя. Вслед за фрезой последовательно расположены: подгребающий нож, приемный и отвальный транспортеры. При поступательном движении фреза, вращаясь, скалывает сверху грунт, который обрушивается вниз, где подгребается ножом и подается на приемный транспортер. Последний через перегрузочную воронку подает грунт на отвальный транспортер, с которого он сбрасывается в отвал или в транспортные средства, .Фреза приводится во вращение электродвигателем через цилиндрический четырехступенчатый редуктор и закрытую зубчатую передачу Привод приемного и отвального транспортеров - от отдельных двигателей: приемного через цепную передачу, отвального через передачу Отвальный транспортер механизмом поворота может устанавли­ваться в плане под углом до 180° и винтовой стяжкой вручную в верти­кальной плоскости от 0 до 18° Привод двухгусеничного хода осуществляется двумя электродвигателями через четырехступенчатые редукторы и цепную передачу Передвигаются землеройно-фрезерные машины по дну разрабатываемой выемки. Заглубление и выглубление рабочего органа производится путем подъема и опускания его гидроцилиндром. Для выравнивания поверхности перед гусеницами установлены два плужка управляемые гидроцилиндрами .Силовой привод землеройно-фрезерных машин - дизель-электрический; управление механизмами - комбинированное, электрогидравлическое. На землеройно-фрезерных машинах применен способ разработки грунта с обрушением. Благодаря этому тяговое сопротивление их значительно меньше, чем у стругов такой же производительности.

Вариант №8

Изложить назначение и применение бульдозеров. Классифицировать бульдозеры. Проанализировать особенности различных рабочих органов и систем управления бульдозера. Определить время цикла бульдозера, если его техническая производительность 200 м³/ч, длина отвала 3320 мм, высота отвала 1300 мм, угол естественного откоса грунта 40º, коэффициент наполнения 0,85, коэффициент разрыхления 1,2, дальность перемещения 30 м, работа ведётся на горизонтальном участке.

Назначение и применение бульдозеров.

Основным назначением бульдозеров является послойная разработка грунта и транспортировка его на сравнительно небольшие расстояния.

Бульдозеры применяют: – для снятия плодородного поверхностного слоя грунта при подготовке площадок; – для перемещения грунта в зону действия рабочего оборудования одноковшового экскаватора для погрузки его в транспортное средство или отсыпки в отвал.

Классификация бульдозеров

Бульдозеры классифицируются по основным признакам:
по назна­чению, тяговым показателям (тяговому классу базовой машины), типу ходовой части, рабочему органу и виду управления рабочим органом.

По тяговым показателям базовых машин бульдозеры подразделя­ются на сверхлегкие, легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые.

По ходовой части бульдозеры подразделяются на гусеничные и пнев- моколесные;

Особенности различных рабочих органов и систем управления бульдозера

Бульдозеры общего назначения оснащены основными отвалами. Машины специального назначения обеспечивают выполнение узкоспециализированных работ, и используются для этого отвалы соответствующего назначения. На технике многоцелевого назначения сзади трактора монтируют специальное рабочее оборудование: цепной траншеекопатель, плужный нож кабелеукладчика, рыхлительный агрегат, тяговую лебедку и др.

Отвал бульдозера представляет собой сварную конструкцию коробчатого типа, обеспечивающую ему жесткость, с приваренным в передней части лобовым листом криволинейного профиля.

Рабочий процесс бульдозеров характеризуется периодическим повторением последовательных технологических операций.

Ручное управление бульдозерами связано с большим напряжением машиниста, так как число переключений рукояток в час может достигать 1.500—1800, а усилие на каждое переключение составляет в среднем 147,15 Н.

Повышение производительности бульдозеров и облегчение условий труда машиниста могут быть достигнуты благодаря автоматизации управления машинами. Основными видами автоматического управления бульдозерами являются: кнопочное управление рычагами переключения; автоматическое регулирование режима резания грунта.

Вариант №9

Описать рабочий цикл бульдозера. По представленной схеме бульдозера с поворотным отвалом расшифровать позиции 1…7 (рисунок 9.). Обосновать пути повышения производительности бульдозера. Определить время цикла бульдозера ДЗ-110, если его техническая производительность 60 м³/час, расстояние перемещения 30 м, длина отвала 3220мм, высота отвала 1150мм, грунт супесь.

Рисунок 9. – схема бульдозера с поворотным отвалом (вид сверху)

Описать рабочий цикл бульдозера. По представленной схеме бульдозера с поворотным отвалом расшифровать позиции 1-7 (рис 5). Обосновать пути повышения производительности бульдозера. Определить время цикла бульдозера ДЗ-110, если его техническая производительность 60 м3/час, расстояние перемещения 30 м, длина отвала 3220 мм, высота отвала 1150мм, грунт супесь.

а) Рабочий цикл бульдозера состоит из копания грунта, образования призмы волочения, транспортирования ее к месту штабелирования, остановки для переключения передач и подъема отвала, обратного хода машины, остановки для включения переднего хода и опускания отвала на рабочую поверхность.

б) схема бульдозера с поворотным отвалом:

1-отвал

2-поворотный шарнир

3-боковые раскосы

4-кранштейн бокового раскоса

5-универсальная А-образная рама

6-опорные шарнирные соединения

7-базовая машина

в) Пути повышения производительности бульдозера: Наиболее высокая эксплуатационная производительность бульдозеров может быть достигнута при условии, если работа этих машин на каждом объекте выполняется по предварительно разработанной схеме организации и технологии ведения работ.

При этом должны быть учтены: – условия производства работ (свойства разрабатываемого грунта, характер работ, расстояние, на которое транспортируется грунт, рельеф местности и т. п.); – технические возможности бульдозера (мощность двигателя, размеры отвала, техническое состояние машины); – квалификация бульдозериста.

Вариант №10

Изложить назначение и применение скреперов. Классифицировать скреперы. Обосновать основные тенденции развития скреперов. Определить коэффициент наполнения ковша скрепера ДЗ-87, если время цикла 12 мин, техническая производительность 22,5 м³/час, коэффициент разрыхления грунта 1.1, ёмкость ковша 4,5 м³.

Скреперы предназначены для послойного срезания грунта с поверхности разрабатываемых участков, транспортирования его к месту назначения, а также послойной отсыпки в возводимые сооружения.

Применяются в срезке растительности и плодородного слоя, постройка каналов, дамб, плотин.

Скреперы используют для разработки разнообразных грунтов I—III категорий от чернозёма до тяжёлых глин. Очень плотные грунты предварительно разрабатывают рыхлителями. Применение скреперов определяется дальностью возки грунта.

Производительность скрепера определяется по формуле:

Где q – ёмкость ковша, К_н – коэффициент ковша Т_ц – время цикла

К_р – коэффициент использования скрепера по времени

Основные элементы конструкции скрепера:

· Ковш

· Ходовое устройство

· Элементы, управляющие ковшом

· Днище с ножом

· Дышло ( у прицепных скреперов)

· Боковые стенки ковша ( открыт сверху)

· Задняя стенка

· Шарнирно закреплённая передняя заслонка

Рабочий процесс скрепера имеет 4 последовательно выполняющих повторяющихся операций:

1. Порожний ход

2. Набор грунта ( Опущенный ковш – поднятая заслонка, наполнение ковша в забое)

3. Транспортировка грунта ( Поднятый ковш – закрытая заслонка)

4. Отсыпка и разравнивание грунта ( Перемещение скрепера с поднятой заслонкой – выдвигается задняя стенка)

Дальность транспортирования грунта скрепером экономически целесообразно составляет для прицепных – от 100 м. до 1000 м. , а для полуприценых и одновосных от 300 м. до 5000 м.

Классифицируют скреперы следующим образом:

1.По объёму ковша:

· Малые (до 5 м³)

· Средние (5-15 м³)

· Тяжёлые ( от 15 м³)

2.По способу разгрузки ковша:

· Принудительные

· Свободные

3.По способу разгрузки ковша:

· Принудительные

· Полупринудительные

· Свободные

4. По способу соединения с тягачями:

· Самоходные

· Прицепные

· Полуприцепные

5.По способу управления ковшом:

· Гидравлические

· Механические

Тенденции развития скреперов:

Предусматривается повышение энерго-насыщенности и рабочих скоростей агрегатов традиционного исполнения при неизменных размерах рабочего оборудования, рост типоразмеров и создание крупных сверхтяжёлых агрегатов, разработка новых взаимодействий скреперов с грунтом.

Вариант №11

Описать рабочий процесс скрепера. По представленной схеме прицепного скрепера расшифровать позиции 1…7 (рисунок 11.). Сравнить и описать различные способы загрузки и разгрузки скреперов. Определить техническую производительность скрепера ДЗ-77, если время цикла 4 мин, грунт – супесь, ёмкость ковша 8,0 м³.

Рисунок 11. – схема прицепного скрепера

1- рабочий процесс скрепера

Ответ: Рабочий цикл скрепера включает следующие операции: копание и набор грунта в ковш, рабочий ход (транспортирование грунта), разгрузку, холостой ход (возвращение скрепера в резерв, забой).

2- схема прицепного скрепера

1) Гидроцилиндр подъема и опускания ковша

2) Заслонка ковша

3) Гидроцилиндр подъема и опускания передней заслонки

4) Боковая стенка ковша

5) Задняя стенка ковша

6) Гидроцилиндр управления задней стенкой ковша

7) Днище ковша с ножом

3- способы загрузки и разгрузки скрепера

По способу загрузки — на заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия базового тягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типу относятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу — элеваторные, гребковые, роторные.

По способу разгрузки — на машины со свободной, принудительной и полупринудительной (комбинированной) разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковша осуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах с принудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощью задней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкой часть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть с помощью принудительной очистки.

Вариант №12

Описать назначение грейдеров. Классифицировать грейдеры. Предложить варианты дополнительного рабочего оборудования автогрейдера. Определить время цикла бульдозера ДЗ-110, если его техническая производительность 110 м³/ час, расстояние перемещения грунта 14 м, длина отвала 3220 мм, высота 1150мм, грунт супесь.

Грейдеры предназначены для профилирования и планировки поверхности земляного полотна дорог; возведения насыпей; разравнивания и перемещения грунта, гравия или щебня по полотну при постройке или ремонте дорог; смешивания грунтов с добавками и вяжущими; устройства кюветов, боковых канав и выемок; планировки площадей; очистки дорог от снега и т. п.

Машины подразделяются на делят на те, которые работают в агрегате с базовыми тракторами, и те, которые представляют собой самоходную машину.

Модели первого типа можно классифицировать по тяговому классу базового трактора, типу агрегатирования и типу привода рабочего оборудования.

По тяговому классу трактора они делят на легкие (тяговый класс 3 и 4) и тяжелые (тяговый класс 10). В последнее время этот признак потерял смысл, так как машины могут агрегатироваться с тракторами разных тяговых классов.

По способу агрегатирования грейдерного оборудования с базовым трактором машины делят на прицепные и полуприцепные. К прицепным, по аналогии со скреперами, относят машины, буксируемые гусеничными или колесными тракторами. У таких моделей вся масса и нагрузки воспринимаются собственными колесами. Полуприцепные часть нагрузок передают на трактор. У них улучшена проходимость и маневренность. Они имеют меньшую массу и потребность в шинах.

По типу привода оборудования тракторы делят на механические и гидравлические.

Дополнительное рабочее оборудование автогрейдеров:

- Кирковщик;

- Бульдозерное оборудование;

- Рыхлительное оборудование;

- Путепрокладочное оборудование;

- Снегоочистительное оборудование.

Вариант №13

Описать отличие отвала грейдера от отвала бульдозера. По представленной схеме автогрейдера расшифровать позиции 1…15 (рисунок 13.). Проанализировать конструктивные особенности грейдера, улучшающие качества планировочных работ. Определить время цикла скрепера ДЗ-77, если его техническая производительность 60 м³/час, грунт сухая глина, ёмкость ковша 8,0 м³.

Рисунок 13. – схема автогрейдера

Автогрейдеры – самоходные трёхосные или двухосные машины между передними и задними осями которых располагается рабочий орган отвал

Они делятся на: лёгкие (9 тонн), средние (10-13 тонн), тяжёлые (14-19 тонн), сверхтяжёлые (свыше 19 тонн)

Привод рабочих органов может быть механический, гидравлический, комбинированный

Плюсы грейдера: управление одним машинистом, манёвренность, подаётся автоматизации, большой диапазон скоростей, лёгкость в управлении

В отличие от бульдозера отвал автогрейдера имеет большую подвижность и может устанавливаться на ходу под разными углами к направлению движения, выноситься в сторону от продольной оси машины, а также перекашиваться. Отвал посредством поворотного круга и тяговой рамы присоединен к основной раме и имеет возможность вращения в плане, выноса вправо и влево, наклона относительно тяговой рамы.

1-задние колёса 2-балансирная тележка 3-хребтовая рама 4-основнаярама 5-дышло 6-гидроцилиндр 7-отвал 8-поворотного круг 9-тяговая рама 10-управляемая ось 11-управляемое колесо 12-отвал бульдозера 13 – гидроцилиндр подъема и опускания бульдозерного отвала

14 - гидроцилиндр подъема и опускания основного отвала

15 – гидроцилиндры выноса тяговой рамы в сторону

Безусловно, улучшить качество выполнимых работ автогрейдера может система автоматизации, таким образом, она может более точнее спланировать поверхность, обеспечить более гладкую поверхность под дорожное полотно, так же улучшает качество работ и больший диапазон возможностей отвал который установлен на поворотном круге, и может поворачиваться на разные углы..

Вариант №14

Изложить назначение и применение грейдер-элеватора. По представленной схеме грейдер-элеватора расшифровать позиции 1…4 (рисунок 14.). Обосновать классификацию грейдер-элеваторов. Определить техническую производительность бульдозера ДЗ-110, если дальность перемещения грунта 70 м, время цикла 2,5 мин, грунт сухой песок, длина отвала 3220мм, высота отвала 1150мм.

Рисунок 14. – схема грейдер-элеватора

Грейдер-элеваторы машины непрерывного действия предназначены для послойной срезки грунта с одновременной отсыпкой в насыпи, отвалы или транспортные средства.

Позиции 1- дисковый нож, 2- отвальный конвейер, 3- грунт, 4- балка задней оси.

Грейдер-элеваторы классифицируются по способу агрегатирования с тягово-силовыми машинами: прицепные, полуприцепные, самоходные и навесные. По типу землеройного рабочего органа: дисковым ножом, системой прямых ножей, с ножами имеющими полукруглую режущую кромку. По типу расположения транспортирующего органа: с поперечным транспортерам, диагональным транспортерам, поворотным транспортерам. По типу транспортирующего органа: с ленточным конвейером, с центробежным метателем. По типу привода транспортирующего органа: с механической трансмиссией, гидравлической трансмиссией, многомоторным дизель-электрическим приводом.

Вариант №15

Описать сущность процесса уплотнения грунта. Перечислить методы уплотнения грунта. Проанализировать факторы влияющие на эффективность уплотнения. Определить производительность катка, если ширина полосы уплотнения 2 м, перекрытие полос 0,15 м, скорость катка 2000 м/ч, число проходов 4.

Уплотнение грунтов представляет собой механический процесс сближения частиц грунта, в результате которого уменьшается его пористость по сравнению с естественной и, как следствие этого, повышается его несущая способность. Различают способы поверхностного (на глубину до 2,5 м) и глубинного (на глубину 12 м и более) уплотнения грунтов. Поверхностное уплотнение производят укаткой, трамбованием или вибрацией. Для осуществления глубинного уплотнения используют воздействие вибрации, взрывов, применяют грунтовые и песчаные сваи, бумажные дрены и т. п.

Грунт укатывают тяжелыми катками различных конструкций, которые широко применяют в дорожном строительстве для уплотнения насыпей. За один проход катка грунт уплотняется на глубину до 20 см, а при многократном проходе — до 60 см. Методом укатки целесообразно уплотнять супеси, суглинки и глины на значительных по площади территориях.

Для уплотнения грунтовых оснований фундаментов сооружений разного назначения, включая мосты, катки не используют. В этих случаях более целесообразно применение трамбовок различных конструкций, в том числе свободно падающих, дизельных, пневматических и вибрационного действия.

Наиболее простыми и достаточно эффективными являются тяжелые трамбовки, сбрасываемые с высоты 3—4 м на уплотняемый грунт посредством кранов, оснащенных фрикционными лебедками. Такие трамбовки массой до 3,5 т делают из чугуна или железобетона в форме усеченного конуса с основанием диаметром 1—2 м.Более совершенным способом поверхностного уплотнения несвязных грунтов является вибрационный. В практике возведения сооружений применяют виброплощадки и виброкатки массой от 1,6 до 20 т. Вынуждающая сила вибраторов 100—220 кН при частоте колебаний 600— 3000 мин-1. Подобными механизмами за 1ч можно уплотнять грунт на площади 50—300 м2 на глубину 1—2 м.

Для глубинного уплотнения рыхлых песков, содержащих не более 20% пылеватых и глинистых частиц, наиболее эффективно использование гидровиброуплотнения.

Вариант №16

Изложить достоинства пневмоколёсного катка. По представленной схеме пневмоколёсного катка расшифровать позиции 1…7 (рисунок 16.). Обосновать способы регулирования давления пневмоколёсного катка на грунт. Определить число проходов катка, если ширина полосы уплотнения 2 м, техническая производительность 750 м³/ч, перекрытие полос 0,2 м, скорость 2500 м/ч.

Рисунок 16. –схема пневмоколёсного катка

1) Основные достоинства пневмоколесного катка:

· Высокая маневренность, достигаемая за счет того что в конструкции машины использованы два поворотных вальца

· Привод хода на оба вальца

· Низкий уровень шума. В конструкции используются специальные шумо- и виброизолирующие материалы

· Комфортабельное место водителя, панорамный обзор, наличие отопления кабины

· Простота технического обслуживания. Ко всем узлам и агрегатам обеспечен легкий доступ