По способу кинематической связи между стрелой и ковшом рабочее оборудование разделяется: на имеющее жесткую связь или же гибкую (канатную) связь, К первой группе относятся прямая и обратная лопаты, струг, планировщик, дизель-молот; ко второй — драглайн, грейфер, крановое оборудование, трамбующие плиты и т. д.
У экскаваторов с жесткой подвеской рабочего оборудования кинематическая связь между стрелой (рабочим органом) • и ковшом только жесткая, хотя возможна и гибкая связь при применении ковша драглайна и специальной лебедки.
Прямая лопата экскаватора с гибкой подвеской органа (рис. 171). Этот вид рабочего оборудования состоит из следующих сборочных единиц: ковша 3, рукояти 4, стрелы 5, седлового подшипника 2, связывающего стрелу с рукоятью, и стальных канатов — стрелоподъемного У, напорного каната и подъемного каната 6, с помощью которого поднимается и опускается ковш. Подъемный канат 6 через головные блоки 7 стрелы направляется на барабан подъемной лебедки, установленной на поворотной платформе. Ковш жестко закреплен на рукояти. Рукоять имеет возможность поворачиваться в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершать возвратно-поступательное движение вдоль своей оси под воздействием напорного каната.
Рис. 171. Экскаватор, оборудованный прямой лопатой
Ковши универсального экскаватора общего назначения имеют два исполнения: стандартный ковш с зубьями на режущей кромке (рис, 172, а), употребляемый при разработке более твердых грунтов и разрыхленной скалы, и ковш полукруглой формы со сплошной выступающей вперед режущей частью (рис. 172,6), употребляемый при разработке грунтов I — III группы.
Конструкция ковша может быть литой, сварной и комбинированной.
Стандартный ковш прямой лопаты (см. рис. 172, а) состоит из корпуса /, днища 3, свободно подвешенного на шарнире 17 к корпусу, сменных зубьев 14 и блочной обоймы 12. Верхняя часть передней стенки представляет собой режущую кромку с четырьмя гнездами для крепления зубьев. Боковые и задние стенки ковша усилены накладками 13 коробчатого сечения. Запорный механизм днища состоит из щеколды 15, скобы 2 и цепи 16.
Ковш соединяется с рукоятью 10 осью, расположенной в проушине 4, и распорками 5. Перестановка крепления распорки 5 в отверстиях 11 рукояти позволяет изменять угол резания (угол наклона передней стенки ковша).
Для ограничения хода рукояти относительно стрелы предусмотрены упоры 7 и 9. Уравнительный блок 8 служит для направления напорного каната, а кронштейн с натяжным винтом 6 — для крепления и регулирования натяжения каната возврата рукояти.
Обратная лопата. Рабочее оборудование обратной лопаты (рис. 173, см. также рис. 162) состоит из ковша 1, закрепленного на рукояти 7, которая шарнирно соединена с головной частью стрелы 2.
Рис. 173. Экскаватор, оборудованный обратной лопатой
В передней части поворотной платформы устанавливается дополнительная стойка 4 с блоками, направляющими подъемный канат 5 на барабан лебедки, установленной на поворотной платформе. Через подъемный блок перевернутого (по сравнению с прямой лопатой) ковша пропущен канат 3, являющийся в данном случае тяговым. Рукоять 7 установлена так, что может совершать качательное движение в вертикальной плоскости относительно оси шарнира 6 на головке стрелы 2.
Перед началом копания натягивают верхний (подъемный) канат 5, одновременно свивая с барабана нижний (тяговый) канат, отводят ковш от экскаватора и опускают его на грунт. Далее, натягивая тяговый канат 3, сообщают ковшу движение к экскаватору. Драглайн. Третий вид сменного рабочего оборудования — драглайн (рис. 174) — применяется, как правило, при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Это оборудование состоит из ковша 10, для работы которым экскаватор оснащается решетчатой стрелой 8. Через головной блок 9 стрелы переброшен подъемный канат 4, идущий на барабан 2 подъемной лебедки экскаватора. Стрела под заданным углом к горизонтальной плоскости удерживается стрелоподъемным полиспастом, состоящим из подвесной траверсы 6 с подвижными блоками, системы неподвижных блоков 3 и каната 5, идущего на стрелоподъемную лебедку /. Траверса 6 и головка стрелы связаны канатными тягами 7.
Ковш драглайна при резании и наборе грунта перемещается по забою в сторону экскаватора с помощью тягового каната 13, пропускаемого через наводку 14 на второй барабан лебедки экскаватора.
При работе с оборудованием драглайна, отпуская одновременно канаты 4 и 13 с барабанов лебедки, ковш 10 забрасывают на дно забоя (положение /). Подтягивая ковш канатом 13, его наполняют грунтом (положение II). Несколько отпуская тяговый канат 13, заполненный грунтом ковш поднимают подъемным канатом 4 к головке стрелы и одновременно платформу экскаватора поворачивают в сторону разгрузки (положение 11/). Подведя ковш к месту разгрузки, отпускают тяговый канат 13, и ковш освобождается от грунта'(положение IV). Если экскаватор работает в отвал, то разгрузка осуществляется на ходу.
Рис. 174. Экскаватор с оборудованием драглайна
Чтобы придать ковшу устойчивое положение при наполнении грунтом и при подъеме, его оснащают подъемными 11 и тяговыми 15 цепями И разгрузочным канатом 12.
Вертикальные и наклонные ролики специального устройства наводки обеспечивают правильность навивки витков тягового каната при различном положении ковша относительно платформы экскаватора.
Грейфер (рис. 175) — четвертый вид сменного оборудования экскаватора — позволяет вести разработку легких грунтов или выполнять перевалочные работы с сыпучими материалами как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора. Грейферы у экскаваторов с гибкой подвеской бывают одноканатными и двухканатными (рис. 175, а). Для земляных работ обычно применяется двухканатный грейфер (см. § 21). При работе с грейфером экскаваторы оснащаются решетчатой стрелой.
Экскаваторы с гидроприводом оснащаются грейфером с жесткой подвеской на стреле, состоящей из трех
звеньев, связанных между собой шарнирно и удерживаемых в заданном положении при помощи гидроцилиндров (рис. 175,6). Челюсти грейфера замыкаются и раскрываются принудительно с помощью гидроцилиндра. При необходимости подвеска грейфера к рукояти удлиняется промежуточными вставками, что дает возможность производить копку глубоких ям и колодцев.
Рис. 175. Экскаватор с оборудованием грейфера
Жесткая подвеска грейфера дает преимущество, заключающееся в возможности осуществлять напорное воздействие на грунт челюстей грейфера при их замыкании и, следовательно, вести разработку грунтов повышенной твердости.
Специальные виды рабочего оборудования экскаваторов с жесткой подвеской рабочего органа. Для выполнения грузоподъемных работ экскаватором выпускается сменное оборудование в виде бесканатной
крановой подвески (рис. 176,а).
Рис. 176. Специальные виды рабочего оборудования экскаваторов
а — грузоподъемный крюк; б — гидромолот: в — уширенный ковш
В последнее время применение находит сменное оборудование в виде гидромолота (рис. 176,6), при помощи которого экскаватор может выполнять разрушения твердых покрытий и грунта глубокого промерзания, а также разбивку валунов и негабаритов в карьерах. Для разрушения грунтов глубокого промерзания экскаваторы с гидроприводом оснащаются также сменным оборудованием, имеющим форму клыка. Все усилие, которое может развивать экскаватор, воспринимается небольшой кромкой клыка, контактирующего с грунтом, в результате чего создаются большие удельные давления на грунт, при которых мерзлый грунт разрушается. Для доборочных работ применяется уширенный ковш (рис. 176, в).