Общее устройство и принцип работы
Рабочее оборудование драглайна — это комплексный механизм, включающий в себя ковш с системой подвески, стрелу и направляющее устройство для канатов. Его конструкция отличается относительной простотой, что обеспечивает надежное управление ковшом на всех этапах работы: от копания грунта до его транспортировки и разгрузки.
Однако, несмотря на эффективность, у этого оборудования есть и определенные минусы. К ним относятся:
- Потери части породы во время перемещения ковша к месту выгрузки. Это происходит из-за снижения тягового усилия, которое приводит к наклону ковша и высыпанию содержимого.
- Ограниченная возможность работы в паре с транспортными средствами, так как для разгрузки ковша требуется специальная зона, где он опрокидывается под собственным весом.
Конкретное исполнение каждого узла напрямую зависит от условий, в которых будет работать машина.
Ковш: сердце драглайна
Ковши драглайнов рассчитаны на разработку горных пород крепостью до IV категории (согласно «Единым нормам выработки»), включая те, что требуют предварительного рыхления. Они способны работать с материалами плотностью до 2,9 тонн на кубический метр.
Важнейшей характеристикой ковша является его удельная металлоемкость — отношение массы пустого ковша к его геометрической вместимости. По этому показателю ковши делятся на четыре класса: легкие, средние, тяжелые и сверхтяжелые, с металлоемкостью от 0,84 до 1,6 т/м³. Интересно, что с увеличением вместимости ковша этот показатель обычно снижается, что говорит о большей экономичности крупных моделей.
Конструктивно ковши бывают двух основных типов: арочные и безарочные.
Арочный ковш
Арочный ковш (см. рис. 3.2.14) представляет собой сварной корпус, дополненный литым козырьком с основаниями для зубьев и собственно аркой. Арка выполняет сразу две функции: придает конструкции необходимую боковую жесткость и служит точкой крепления для разгрузочного каната. Наиболее жесткими считаются литые арки, хотя они и тяжелее сварных аналогов.
К передней части ковша крепятся проушины для тяговых цепей, а к боковым стенкам — для цепей подъема. Через специальные элементы — траверсу и балансир — эти цепи соединяются с подъемными канатами. Для защиты днища от абразивного износа на него приваривают стальные полозья, а чтобы цепи не истирались о корпус, устанавливают распорную балку.
Центр тяжести нагруженного ковша расположен между точками крепления подъемных цепей и аркой. Эта особенность и обеспечивает разгрузку: при ослаблении тягового и разгрузочного канатов ковш поворачивается, и порода высыпается через пространство под аркой. Вся система деталей, связывающая ковш с канатами, называется упряжью ковша.
Безарочный ковш
В безарочных ковшах арка отсутствует, а разгрузочные канаты крепятся непосредственно к боковым стенкам. Такая конструкция устойчива, имеет меньшую удельную металлоемкость (около 1 т/м³) и часто обладает расширенной режущей кромкой. Это облегчает процессы заполнения и опорожнения ковша, а также снижает риск образования пустот при черпании.
Стрела: несущая конструкция
Стрелы драглайнов, служащие для выноса ковша, различаются по конструкции и делятся на четыре основные группы.
Вантовая стрела
Такими стрелами оснащались, например, драглайны производства МК «Уралмаш» (ЭШ-10.75, ЭШ-15.90А и др.). Вантовая стрела — это легкая и прочная конструкция, где элементы, работающие на растяжение, выполнены из стальных канатов. Она состоит из вертикальной и двух наклонных вантовых ферм.
На примере экскаватора ЭШ-15.90А (рис. 3.2.15) видно, что стрела комбинированная: первая секция от основания — жесткая пространственная конструкция из труб, а три последующие — вантовые фермы. Жесткость на скручивание обеспечивают диагональные оттяжки.
Трехгранная жесткая стрела
Эта конструкция, также используемая на машинах «Уралмаш» (ЭШ-11.75, ЭШ-40.100 и др.), надежнее, но и тяжелее вантовой. Стрела (рис. 3.2.16) образована тремя жесткими трубчатыми поясами, образующими трехгранную пирамиду.
Верхний пояс предварительно напряжен системой канатов, что повышает его выносливость. На поясе расположены ролики, по которым перемещаются подъемные канаты.
Ферменная и комбинированная стрелы
Ферменная стрела состоит из двух частей, соединенных шарниром, и поддерживается раскосом. Ее канатная подвеска и особая геометрия исключают риск запрокидывания.
Комбинированная стрела сочетает в себе преимущества разных типов: основание выполнено в виде трехгранной пирамиды, а верхняя часть — это ферма прямоугольного сечения. Такая конструкция оптимально распределяет нагрузки: верхний пояс работает на растяжение, а нижний — на сжатие, также принимая на себя инерционные силы при повороте платформы.
Направляющее устройство
Этот узел отвечает за правильную укладку тягового и подъемного канатов на барабаны лебедки. Он включает в себя систему наводки канатов на платформе и поворотные головные блоки на стреле.
На маломощных экскаваторах система наводки обычно состоит из двух вертикальных и двух горизонтальных блоков. На тяжелых машинах (рис. 3.2.17) применяется более сложная схема с нижними поворотными и верхними блоками, смонтированными на надстройке, что обеспечивает точное направление канатов под большими нагрузками.
