Устройство, техническое обслуживание и ремонт дорожных и строительных машин»

25. 11. 2021 г.

«Устройство, техническое обслуживание и ремонт дорожных и строительных машин»

Преподаватель:Тучков Николай Вячеславович

Урок № 128

Тема:Драглайны. Назначение, основные узлы. Конструкция решетчатой стрелы. Основные и удлиненные стрелы.

Цель:Изучить лекционный материал и представленные схемы. Составить краткий конспект, используя определения, выделенные жирным шрифтом.

Лекция

Драглайн — это рабочее оборудование экскаватора, которое используется для разработки грунта, находящегося несколько ниже места стоянки экскаватора.

Ковш подвешен на канаты к стреле, и копание доступно только по направлению в сторону экскаватора.

Что касается технических особенностей, устройство отличается глубиной копания и выгрузки.

Так как эти параметры превосходят возможности экскаватора, у которого оборудование представлено прямой и обратной лопатой, агрегат эффективно используют в рытье карьеров, котлованов, насыпей. Так же в мелиоративных работах и строительстве железных дорог и автотрасс.

Рис. 1. Основные составные части драглайна

Драглайн по своей конструкции выгодно отличается от различной подобной техники тем, что имеет возможность к одновременной установке большого количества необходимого оборудования, которое управляется канатами.

Среди технических возможностейдраглайнера отличают:

- Стрела 100 — метровой длины;

- Ковш, вместимостью до 168 м3;

- Тросовый механизм;

- Вес больше 8000 тонн.

Стрела агрегата решётчатая и лёгкая, несмотря на это, обладает большой грузоподъёмностью. Ковш с гибкой подвеской помогает увеличить радиус и глубину копания. Тросовый механизм, при помощи которого идёт управление стрелой и ковшом, позволяет производить различные манипуляции в труднодоступных местах. Однако тут важным элементом является опыт оператора. Ковш перемещается к самому месту забора грунта при помощи маятниковых движений, и в начале раскачиваясь на цепях, при достижении необходимого места быстро погружается в грунт. Это погружение происходит под действием собственного веса ковша. После погружения при помощи подъёмного и тягового канатов грунт подрезают и перемещают к месту выгрузки. При работах в сложных условиях, мёрзлом или твёрдом грунте, его сначала разрыхляют специальным устройством. Из-за этой особенности грунт не погружается прямо в машины. А наваливается в определённое место, где потом работает погрузчик. Ценность агрегатов такого типа в больших масштабах выполняемых работ, возможности работ на большой глубине, где использование другой техники не представляется быть возможным.

Рабочее оборудование драглайна

Рабочее оборудование драглайна состоит из стрелы, ковша и направляющих блоков. Стрела драглайна может иметь различное конструктивное исполнение. По основным конструктивным признакам стрелы драглайнов можно объединить в четыре группы: вантовые, трехгранные жесткие, ферменные (как с дополнительной двуногой стойкой и промежуточными подвесками, так и без них) и комбинированные.

Вантовые стрелы применялись на драглайнах УЗТМ: ЭШ 10.75, ЭШ 14.75; ЭШ 15.90 и ЭШ 25.100А. Байтовая стрела состоит из одной вертикальной и двух наклонных вантовых ферм, имеющих один центральный сжатый пояс трубчатого сечения, надвое разветвляющийся книзу. Элементы, работающие на растяжение, выполнены из канатов, что делает стрелу легкой и достаточно прочной.

Вантовая стрела экскаватора ЭШ 15.90 (рис. 16) составлена из трубчатых элементов: первый от пяты стрелы представляет собой пространственную жесткую конструкцию, образованную элементами 1, 2 и 3, а три остальных являются вантовыми фермами. Сжатый пояс 4 стрелы образован трубой, свальцованной и сваренной из листов низколегированной стали 10ХСНД. Растянутые пояса вертикальной и горизонтальной вантовых ферм выполнены из канатов 5, б, 7 закрытого типа. Канаты б верхнего пояса предварительно напряжены с усилием, превышающим усилие растяжения от концевой нагрузки. В вершине 8 жесткой конструкции установлен узел крепления подвески стрелы. Трубчатые стойки 9 вместе с канатами 6 и 7 образуют вертикальную вантовую ферму, а профильные боковые стойки 10 и канаты 5 -- две боковые вантовые фермы. Диагональные оттяжки 11 увеличивают жесткость стрелы, препятствуя ее скручиванию. Канаты 5 боковых вантовых ферм имеют натяжные устройства. Неравномерное натяжение канатов вызывает значительную перегрузку отдельных частей стрелы и может привести к аварии. Верху центральный стержень заканчивается рамой 12, на которой установлены блоки для подъемных канатов. Жесткая часть стрелы разделена на две панели, причем в качестве элементов жесткости применены крестовые раскосы из предварительно натянутых вант 13. Это позволило увеличить высоту стрелы и тем самым разгрузить ее пояса. Стоики вертикальных ферм соединены с трубой шарнирно, что предохраняет их от изгиба, а трубу от скручивания при негочном монтаже. Канаты, работающие на кручение, соединяют наклонные стойки с вершиной 8 жесткой части стрелы.

Рис.16Вантовая стрела экскаватора-драглайна ЭШ 15.90 (УЗТМ)

Трехгранные жесткие стрелы (рис. 17) применяются на отечественных драглайнах ЭШ 15.90А; ЭШ 20.90; ЭШ 40.85 и ЭШ 100.100 (УЗТМ) и других. Такая стрела выполнена из трех жестких трубчатых поясов 7, 2, 4, образующих с головной частью трёхгранную пирамиду с вертикальными трубчатыми стойками 3 и вантовыми диагональными связями 5. Верхний трубчатый пояс 4 стрелы предварительно напряжен системой вантовых канатов до суммарного усилия, равного усилию растяжения пояса от концевой нагрузки и веса стрелы, что увеличивает выносливость последней. Стрелу на жестких серьгах 6 подвешивают к стойке 7 поворотной платформы. На верхнем поясе стрелы также располагают ролики для подъемных канатов. Последние касаются роликов при ослаблении натяжения, например во время копания.

Трехгранная трубчатая стрела с канатными раскосами тяжелее, чем вантовая (масса 1 м стрелы соответственно 1,3--1,4 и 1,1--1,2 т), но имеет большую эксплуатационную надежность.

Рис. 17. Трехгранная жесткая стрела экскаватора-драглайна ЭШ 100.100

Комбинированные шарнирно-сочлененные стрелы применяют на драглайнах средней мощности РШ 10.70А; ЭШ 20.55 и ЭШ 15.70) производства НКМЗ.

Стрела драглайнов ЭШ 20.55 и ЭШ 15.70 (рис. 18) пред ставляет собой пространственную ферменную конструкцию, вы полненную из уголков и состоящую из верхней 5 и нижней 7 частей, связанных шарниром. Раскос 2 поддерживает нижнюю секцию. Подвеска стрелы 3 канатная, обеспечивает удержание стрелы через блок 7, укрепленный на стойке машинного отделения. На правой стороне стрелы установлены лестницы 6. Наличие излома геометрической оси нижнего пояса в вертикальной плоскости исключает запрокидывание верхней части стрелы относительно шарнира.

Рис. 18. Стрела экскаваторов-драглайновЭШ-20.55 иЭШ 15.70 (НКМЗ): 1 - стойка поворотной платформы; 2 -- раскос; 3 -- подвеска передняя; 4 -- блоки головные следящие; 5 и 7--секции верхняя и нижняя; 6 – лестницы.

Головные блоки 4 на драглайнах средней и большой мощности установлены в подвижной раме (люльке), которая позволяет им следовать за отклонением подъемных канатов. Это устраняет трение канатов о боковые поверхности ручьев блоков и уменьшает износ как канатов, так и блоков.

Направляющие блоки (наводка) тяговых канатов устанавливают между опорами стрелы на платформе экскаватора для обеспечения постоянного направления входа тягового каната на барабан лебедки. На экскаваторах малой мощности наводка состоит из двух вертикальных и двух горизонтальных блоков, объединенных общей поворачивающейся обоймой.

На мощных экскаваторах (рис. 19) тяговые канаты от ковша проходят через нижние поворотные вокруг вертикальной оси блоки 8, с которых идут на верхние неповоротные 7 и далее на барабан лебедки 5.

Рис. 19. Схема навески канатов экскаватора ЭШ 100.100:1 -- барабан лебедки подъема стрелы; 2 -- блоки двуногой стойки; 3 -- блоки поддержки стрелы; 4,5-- барабаны подъемной и тяговой лебедок; 6,7 -- блоки тяговые и подъемных лебедок; 8, 9 -- блоки наводки и головные; 10 -- упряжь ковша; 11--ковш.

Ферменные решетчатые стрелы с дополнительной стойкой и промежуточной подвеской характерны для экскаваторов фирм «Марион» и «Бюсайрус-Ири». На экскаваторах фирмы «Марион» четырехгранная ферменная стрела имеет рыбоооразную форму с расширяющимся основанием. Ее пояса выполнены из уголков, а раскосы и стойки -- из труб. Стрела подвешена к мачте, являющейся продолжением верхнего строения и двуногой стойки, на вантах, идущих от головного блока и от серединного сечения стрелы.

Фирмой «Марион» из алюминиевых сплавов изготовлены и испытаны экспериментальные образцы ферменных стрел драглайнов длиной до 78 м, имеющие на 30 % меньшую массу по сравнению со стрелами аналогичной длины, выполненными из стального проката.

На экскаваторах фирмы «Бюсайрус-Ири» применяют трехгранные стрелы с поясами, раскосами и стойками из труб, в основные элементы которых накачан под давлением азот. Специальные датчики, установленные на стреле, позволяют машинисту по падению давления (по утечке газа) определять наличие в ней трещин и предупреждать поломки стрелы.

Ковш драглайна (рис. 20) состоит из сварного корпуса 7, козырька 2, отлитого заодно с основаниями зубьев, и арки 3. Последняя служит для придания боковой жесткости ковшу и крепления разгрузочных канатов 4. Наибольшей жесткостью обладают литые арки, однако они тяжелее сварных. К передней части ковша (щекам) приваривают проушины 5 для тяговых цепей 6, а к боковым стенкам приклепывают проушины 7 для цепей 8 подъема. Через траверсу 9 и балансир 10 цепи 8 соединяются с подъемными канатами 15. В основание козырька 2 вставляют зубья 11.

Рис. 20. Ковш драглайна

Чтобы защитить днище ковша от изнашивания, к нему приваривают стальные полозья 12 внутри и снаружи. Для предохранения подъемных цепей 8 от истирания о ковш предусмотрена распорная балка 13. Центр тяжести ковша с грузом находится между подъемными цепями и аркой.

Вследствие этого при ослаблении тяговых 14 и разгрузочных 4 канатов последние проскальзывают по блоку 16, ковш поворачивается вокруг осей крепления подъемных цепей и порода свободно выгружается через открытое пространство под аркой и между тяговыми цепями. В транспортном положении (при поворотах) ковш удерживается в горизонтальном положении с помощью натянутых тяговых (тягового) и разгрузочного канатов.

Совокупность деталей, соединяющих ковш с тяговыми и подъемными канатами, называется упряжью ковша.

Для сравнения ковшей применяют характеристики металлоемкости пустого ковша, представляющие собой отношение массы ковша к его вместимости. Эти характеристики для ковшей тяжелого типа вместимостью 14--100 м3 именяются в пределах 1,54--1,23 т/м3, составляя в среднем 1,4 т/м3.

За рубежом ковши драглайнов в зависимости от назначения подразделяют на легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые с удельной металлоемкостью от 0,7 до 1,6 т/м3. Как правило, с ростом вместимости ковша его металлоемкость падает. Так, у ковша вместимостью 168 м3 экскаватора 4250-W этот коэффициент равен 0,72 т/м3. Ковши безарочной конструкции драглайнов отличаются низкой металлоемкостью (около 1 т/м3). Безарочный ковш имеет расширение в области режущей кромки, в результате чего облегчаются заполнение и его разгрузка, уменьшается возможность образования пустот в ковше при черпании.

Зубья ковшей драглайнов отливают из высокомарганцовисгой стали. Их конструкции аналогичны применяемым на прямых лопатах.