О работе опорных рам шагающих экскаваторов

Основной характеристикой проходимости шагающего экскаватора является среднее удельное давление на грунт. Оптимальным считается удельное давление q=0,9-1,0 даН/см2, но в действительности средние давления составляют 0,65-1,45 даН/см2.

Обследования тридцати пяти шагающих экскаваторов ЭШ 15/90 показали, что состояние опорных рам при работе на насыпных и мягких грунтах значительно лучше, чем при работе на твердых. В особенно плохое состояние опорные рамы приводит передвижение экскаватора по взорванному основанию.

При работе на твердых грунтах в опорных рамах наблюдается местная потеря устойчивости нижнего листа, вертикальных стенок и донных балок усиления, ослабление заклепочных соединений.

При длительной работе на грунтах I и II категорий на одной стоянке наблюдается проседание опорной рамы экскаватора.

Исследования показали, что причиной образования указанных дефектов является неравномерное распределение реакций грунта по опорной поверхности рамы. На основе статического анализа получены обобщенные эпюры распределения реакций для твердых и мягких поверхностей.

Установлено, что неравномерность распределения реакций поверхности обусловлена двумя причинами – наличием в опорной раме зон различной цилиндрической жесткости и образованием под опорной рамой при работе на одной стоянке выпуклой поверхности вращения. Второй фактор влияет на расположение зон повышенных реакций при твердых или мягких грунтах. Кривизна поверхности вращения для мягких поверхностей значительная и зона повышенных реакций расположена в центральной части. При работе на твердых, кривизна уменьшается, и в этом случае влияние эксцентриситета центра тяжести машины у края опорной рамы оказывается больше. По обобщенным эпюрам видно, что максимальные давления для мягких и твердых поверхностей примерно одинаковы. Однако, местные давления при мягких грунтах достигают 15 даН/см2, а твердых – до 70 даН/см2.

При работе на взорванных грунтах местные давления могут возрасти до 200 даН/см2. Именно в результате такой неравномерности распределения давлений образуются дефекты опорных рам.

Может показаться, что проседание опорных рам на мягких грунтах требует создания специальных экскаваторов с пониженным удельным давлением, а для работы на твердых можно выпускать машины с повышенным давлением, но усиленной опорной рамой. Однако введение дополнительных рядов шагающих экскаваторов при достигнутом уровне серийного производства неизбежно повлечет за собой существенные экономические потери. Кроме того, в этом нет и необходимости, так как сравнение обобщенных эпюр мягких и твердых грунтов показывает, что уменьшение или увеличение удельных давлений не отразится существенно на их характере и максимальных значениях.

Решение вопроса может быть достигнуто путем создания конструкций рам с равномерной жестокостью, что позволит добиться равномерного распределения давлений на грунт опорной поверхностью и существенно уменьшит их максимальные значения. Одновременно следует повысить ответственностью эксплуатирующих организаций за качество подготовки трассы шагания. Опыт показывает, что подготовка трассы часто сводится к ее выравниванию с помощью ковша, и только иногда используется бульдозер. Исследования подтверждают правомерностью заводских инструкций по эксплуатации шагающих экскаваторов, в которых указывается, что трасса передвижения должна быть хорошо спланирована, а при работе на твердых грунтах необходимо создавать подсыпку из мягкого грунта. Хорошо спланированная трасса шагания с подсыпкой мягкой «подушки» позволит значительно уменьшить местные давления на рабочие поверхности и приблизить распределение давления к теоретическому.

На основе проведенных исследований сделан ряд практических рекомендаций для эксплуатирующих организаций по подготовке трассы шагания и эксплуатации экскаваторов.

Так, при работе на мягких грунтах и отвалах планировку необходимо проводить с помощью бульдозера, обеспечивающего качественную трассу, уплотнение поверхностного слоя, повышение его несущей способности.

В связи с тем, что при мягких грунтах продолжительная работа на одной стоянке приводит к повышению давлений на рабочую поверхность, необходимо менять стоянки машины через 40-50 часов экскавации.

При работе на твердых поверхостях сначала нужно хорошо спланировать трассу шагания бульдозером, а затем произвести подсыпку «подушки» толщиной не менее 200 мм из мягкого грунта и сделать повторную планировку.

Такая подготовка трассы позволит избежать затрат и простоев, связанных с ремонтом опорных рам, и снимет вопросы о создании специализированных машин.