Экскаваторы

Одним из важных этапов на разработке полезных ископаемых открытым способом является прямая экскавация горных пород.  Для этого используют экскаваторы.

При открытой разработке месторождений  на производстве выемочно-погрузочных работ наибольшее распространение получили одноковшовые (прямые  напорные механические лопаты, прямые и обратные гидравлические лопаты, драглайны) и многоковшовые (роторные, цепные, фрезерного типа) карьерные  экскаваторы.

Одноковшовый экскаватор — землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш разного кубического объёма, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счёт перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остаётся неподвижным — тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора.

Одноковшовый экскаватор — широко распространённый тип землеройных машин, применяемых при добыче полезных ископаемых. По виду работ отмечают два основных типа экскаватора по направлению зуба ковша — обратная или прямая лопата.

9b0cb522201a2cfbe89794470d10f683014_2

Экскаваторы с прямой лопатой применяются только в карьерах  при загрузке горной массы в вагоны думпкара или для погрузки рудой или иной горной породой карьерных самосвалов. Характерным в работе прямой лопаты является то, что экскаватор, стоя на дне (подошве) забоя, разрабатывает грунт, лежащий впереди и выше уровня его стоянки, и продвигается по мере его разработки вперед к забою. Ковш при работе двигается снизу вверх «от себя» относительно экскаватора.  У гидравлических экскаваторов ковш на рукояти закреплён подвижно – разгрузка ковша обеспечивается его опрокидыванием с помощью гидроцилиндра. У механических экскаваторов положение ковша относительно рукояти в процессе работы не меняется — разгрузка ковша выполняется при открывании его днища.
Продолжительность операции копания зависит от скорости резания и высоты забоя. Скорость резания, в свою очередь, зависит от усилия на режущей кромке (зубьях) ковша, создаваемого двигателем экскаватора.

Для высокопроизводительной работы экскаватора с прямой лопатой машинист должен выполнять следующие специфические приемы, проверенные на практике:
вести разработку забоя, начиная с его части, наиболее близкой к автотранспорту, и в дальнейшем захватывая последующие зоны забоя; копать грунт с вылетом рабочего оборудования, составляющим 3/4 максимального;
чисто срезать грунт на уровне дна забоя с тем, чтобы избежать применения для планировки поверхности вспомогательных механизмов (бульдозера и др.), так как это приводит к непроизводительным потерям времени;
передвигать экскаватор вдоль забоя по мере его разработки на расстояние, не превышающее половины возможного вылета рукояти с ковшом относительно стрелы.

Погружая грунт в автосамосвалы, очень важно так расположить транспортное средство, чтобы экскаватор мог работать с наименьшими углами поворота. Уменьшение угла поворота платформы, как известно, прямо сказывается на увеличении производительности экскаватора из-за сокращения рабочего цикла.

Опыт показывает, что время, затрачиваемое на поворот платформы к месту выгрузки, и время возвратного поворота платформы составляет до 50% полного рабочего цикла. Значит, чем удобнее для экскаватора расположен автосамосвал, тем выше производительность экскаватора. Наиболее рациональны углы поворота до 70°. Однако их величина зависит от возможностей забоя.

 

Экскаватор с обратной лопатой  копает грунт ниже уровня своей стоянки. При работе обратной лопатой грунт копают в направлении к экскаватору. Гидравлические экскаваторы с обратной лопатой могут разрабатывать грунт и выше уровня своей стоянки, правда, с меньшей эффективностью, чем прямая лопата.

Обратная лопата является наиболее универсальным рабочим оборудованием. Обеспечивает высокую точность позиционирования ковша, как относительно грунта, так и относительно транспортного средства, в которое производится погрузка грунта.
По типу двигателя экскаваторы подразделяются на дизельные и электрические. Дизельные более мобильны, но менее экономичны, поэтому используются там, где нужно часто перемещать экскаватор с одного места на другое. В карьерах, оборудованных электроэнергией, целесообразнее использовать электрический двигатель, не требующий затрат топлива.

Карьерные экскаваторы являются наиболее производительными среди одноковшовых экскаваторов, так как они обладают более высокими скоростями рабочих движений, меньшей продолжительностью цикла и имеют более простую кинематическую схему.

Многоковшовые экскаваторы представляют собой специальные машины непрерывного действия для землеройных работ. Они бывают цепные и роторные. У роторных экскаваторов ковши укреплены на колесе( до 18 ковшей), у цепных, рабочим органом  являются до 50-ти ковшей, расположенных на двойной цепи, установленной по периметру ковшовой рамы. Экскаваторы с несколькими ковшами считаются машинами с высокой производительностью, но в отличии от одноковшовых,не обладают универсальностью (то есть способны выполнять только одну операцию), они могут разрабатывать только однородные грунты, не имеющие камней, обладающих легким весом, например, на протяженных участках с мягкими горными породами.

В настоящее время самым большим экскаватором в мире является BAGGER 288Картинки по запросу самый большой экскаватор в мире фото  Картинки по запросу самый большой экскаватор в мире фото

Bagger 288 — это роторный экскаватор. Один только ротор, которым этот гигант срезает угольный пласт, способен внушить трепет. Он имеет диаметр 21,6 метра, состоит из 18 ковшей по 6,6 кубометров каждый. Это колесо делает по 48 оборотов в минуту. За день он перелопачивает 240 тысяч кубометров породы, что примерно соответствует наполнению чаши футбольного стадиона на 10 этажей.
Это гигантское чудовище построено германской компанией Thyssen Krupp Fordertechnik в 1978 году, но до сих пор остаётся самым гигантским экскаватором в мире, продолжающим работать на одном из угольных карьеров Германии. Его вес составляет примерно 13,5 тысяч тонн, длина — 240 метров, высота — 96 метров, а ширина — 46 метров. Благодаря 12 гусеницам шириной по 3,8 метра, давление гиганта на грунт составляет 1,7 килограмма на квадратный сантиметр, Таким образом, Bagger 288 давит на грунт так же, как человек при ходьбе. Он может спокойно проехать по полю, даже не испортив почвы.
Целых пять лет и 100 000 000  долларов пришлось потратить на то, чтобы спроектировать и реализовать эту уникальную модель. Интересно отметить, что сборка такого огромного механизма производилась не как обычно на карьере из полных блоков, а на заводе компании, после чего экскаватор своим ходом добрался до карьера. Стоимость этой поездки составила не много не мало, а 10 000 000  долларов. Несмотря на внушительную сумму, этот вариант оказался более экономичным, чем доставлять комплектующие части экскаватора по отдельности.


Комментарии: