Гусеничное оборудование классифицируют по следующим признакам:
— по системе опирания машины на гусеницы (статически определимая и статически неопределимая);
— по числу гусениц (двух- и многогусеничное);
— по типу гусениц.
Статически определимая система опирания — та, при которой вертикальные нагрузки на элементы ходового оборудования не зависят от неровностей грунта и величины их могут быть определены путем решения уравнений статики. Для обеспечения статической определимости машина должна опираться на три опорные точки.
Статически неопределимая система опирания — система опирания на четыре опорные точки и более. Вертикальные нагрузки на элементы ходового оборудования при этой системе зависят от неровностей грунта. Для определения их величины уравнений статики недостаточно.
На двухгусеничных машинах наибольшее распространение получили схемы опирания, показанные на рис. 3.4.1.
Многоточечную систему опирания с жесткой подвеской опорных катков применяют на машинах массой до 360 т. Использование балансирной подвески опорных катков расширяет возможности этой системы. Так, ходовое оборудование роторного экскаватора ЭР-1250 (масса 700 т) имеет шесть опорных точек с развитой балансирной системой.
Статически неопределимую четырехточечную систему с балансирной подвеской опорных катков применяют на машинах массой до 750 т, например у экскаватора SRs(k)-470.
Статическая определимость четырехточечной системы опирания достигается установкой межгусеничного балансира (см. рис. 3.4.1, а), например на перегружателях (масса 200... 500 т), на роторных экскаваторах ЭРП-1250 (масса 1050 т).
На некоторых машинах (чаще цепных экскаваторах) применяют двухгусеничное ходовое оборудование с качающейся гусеницей. В таких системах нижняя неповоротная рама машины жестко связана с рамой одной из гусениц и шарнирно — с рамой другой гусеницы. Недостатки такой системы опирания — малый опорный контур и неравномерная нагрузка опорных элементов гусениц.
В статически определимых системах опирания для разгрузки шарниров соединения рамы машины с рамами гусениц от горизонтальных нагрузок, возникающих при повороте машины, используют дополнительные устройства: поперечные тяги, соединяющие рамы гусениц с рамой машины, или специальные упоры (экскаватор ЭРП-1250).
При трех (или кратных трем) гусеницах применяют трехточечную опору (систему опирания), обеспечивающую статически определимую передачу сил на ходовые тележки. Такие системы выполняют симметрично относительно поперечной и продольной осей машины. Две опоры в таких случаях располагают со стороны рабочего оборудования и одна — со стороны отвальной части.
Система с тремя сдвоенными гусеницами, из которых две пары со стороны опирания в двух точках являются управляемыми, показана на рис. 3.4.2. В точках А, В и С нагрузки на ходовые тележки передаются от базы экскаватора через гидродомкраты. Тележки попарно соединены осью и могут поворачиваться относительно нее в вертикальной плоскости. Разворот тележек В и С осуществляется рукоятями, перемещаемыми винтовой парой. Сдвоенная тележка в точке А закрепляется на базе с помощью полуосей, позволяющих ей самоус-танавливаться в продольной и поперечной плоскостях. Колея передней тележки (точка В) совпадает с колеей задней тележки С, что уменьшает их сопротивление движению.
На рис. 3.4.3 приведена схема автоматического выравнивания, применяемая на мощных вскрышных лопатах и роторных экскаваторах, имеющих четыре точки опоры. Выравнивание осуществляется с помощью насосов, включаемых маятниковым отвесом или ртутным уровнемером. Положение одного из передних или задних гидроцилиндров принимают за базовое, относительно которого происходит выравнивание трех других опор.
При переподъеме, например, левой задней стороны нижней рамы насос перегоняет масло в правый передний гидроцилиндр, в то время как перепускной клапан обеспечивает сохранение заднего базового гидроцилиндра в исходном положении. В процессе передвижения экскаватора полости двух цилиндров соединяются с помощью блокирующей системы или ручного крана, образуя балансир, благодаря чему вся нагрузка передается как бы на три точки.
Система гусеничного ходового оборудования определяет число гусениц в схеме и их взаимное положение.
На одноковшовых экскаваторах применяют двух-, четырех- и восьмигусеничные системы (рис. 3.4.4). Четырехгусеничное оборудование используют относительно редко (ЭКГ-12,5 массой 660 т и ЭРП-1250 массой 1020 т). Существующие восьмигусеничные системы в состоянии перемещать массу до 12,6 тыс. т (система 6360-М фирмы Marion, США) при среднем давлении на грунт 0,385 МПа, ширине трака 3,62 м и длине тележки 13,7 м.
На многоковшовых экскаваторах применяют двух-, трех-, четырех-, шести-, 12- и 16-гусе-ничные системы. Две гусеницы имеют экскаваторы преимущественно массой до 400 т, три — до 800 т, шесть — до 2000 т, 12 и 16 гусениц — большей массы. Существующие 12-гусеничные системы перемещают массу до 11,4 тыс. т при среднем давлении на грунт 0,169 МПа.
По способу передачи давления на грунт различают много- и малоопорные гусеницы.
Гусеницы называют многоопорными, если отношение числа опорных звеньев (траков), лежащих на земле, к числу опирающихся на них катков ведущих и направляющих колес меньше двух. В этом случае звенья между опорными катками почти не прогибаются и обеспечивают равномерное давление на грунт как под катками, так и между ними. У малоопорной гусеницы это отношение больше двух: звенья легко прогибаются между катками, сгибаясь в шарнирах и образуя волнистую линию, при этом создается значительная разница между давлениями под катками и между ними. Поэтому многоопорную гусеницу применяют на экскаваторах, перемещающихся по породам со слабой несущей способностью, а малоопорную — по прочным породам.
На слабых породах малоопорная гусеница в большей степени погружается в почву, чем многоопорная, однако лучше переносит сосредоточенные нагрузки, возникающие при работе экскаватора на скальных породах, так как имеет более прочные большие катки. Малоопорные гусеницы обычно снабжаются четырьмя-пятью катками большого диаметра, многоопорные — шестью-восемью катками небольшого диаметра.
При жестком креплении опорных катков к ходовой раме применяют устройства, позволяющие гусеничной цепи деформироваться как в продольном, так и в поперечном направлении.
Для работы на рыхлых (слабых) породах оси направляющих и ведущих колес поднимают над землей так, чтобы нижняя ветвь гусеничной цепи, идущая от крайнего катка к колесу, была наклонена к горизонту под углом 5 = 10...20°.