Виды экскаваторов

История популярности экскаваторов и их видов

В любую эпоху землеройные работы были не только самыми необходимыми, но еще и наиболее трудоемкими. Поэтому с глубокой древности многие люди думали над тем, как облегчить этот тяжелый труд и ускорить процесс.

Одним из первых был Архимед. Он сконструировал много полезных устройств, среди которых были и машины с ковшами, предназначенные для копания грунта. Римские завоеватели называли их экскаваторами (лат. Excavao – делать углубление, долбить).

В эпоху Леонардо да Винчи применение экскаваторов было обыденным делом, но тогда использовались совершенно простые землеройные машины, которые отдаленно напоминали первые аналоги этого устройства. В первой половине позапрошлого века появились первые прародители экскаватора, которые были необходимы для проведения строительства железных дорог. Эти машины использовались на расчистке каналов и фортификационных работах. Ковши приводились в действие мускульной силой людей или животных. На Востоке об экскаваторах узнали от Марко Поло. Он рассказал о чудо-технике китайскому императору, за что был удостоен особого благоволения.

В середине XIX века на экскаваторах появляются механические, а точнее, паровые, двигатели. Первую такую машину в 1843 году сконструировал в США инженер Джеймс Отис, бывший прямым потомком одного из «отцов нации» периода Гражданской войны. Экскаватор с 15-сильным мотором выбирал за час 40 – 50 кубов грунта. Даже по современным понятиям это совсем не плохо! Он заменял полсотни землекопов. Одну из первых моделей, довольно поврежденную, до сих пор можно увидеть в музее.

Первые экскаваторы с паровыми двигателями работали на всемирно известных стройках – в Египте, на прокладке Суэцкого канала, и в России, на Николаевской железной дороге. Правда, отечественные чиновники не слишком радовались механизации труда. Использование крепостных и арестантов было намного дешевле. В 1848 году все 4 «николаевских» экскаватора продали Демидовым. Предприимчивые дельцы поставили машины на производство вскрышных работ, где они оказались очень эффективными. После того, как экскаваторы Отиса появились на Урале, там начало развиваться тяжелое машиностроение.

Слово экскаватор было взято из латинского языка и дословно может переводиться как техника для долбления. Это землеройная машина, позволяющая вынимать и разрабатывать грунт. Грунтовые поверхности могут быть как мягкими, так и скальными, ограничений нет.

Классификация экскаваторов

Существует много различных классификаций экскаваторов, в зависимости от критериев, по которым сделана градация техники. При этом одна и та же машина может присутствовать в разных списках.

По применению:

  • самоходные – имеют собственное базовое шасси для перемещения на объект.
  • полусамоходные – передвигаются только на небольшие расстояния в рабочей зоне.
  • ограниченно-самоходные – для переезда в пределах рабочей зоны им требуются специальные пути, например, рельсы.

По типу ходового устройства можно арендовать экскаватор:

  • гусеничный – они отличаются повышенной проходимостью и устойчивостью; для работы на слабых грунтах ставятся гусеницы с увеличенной опорной поверхностью;
  • пневмоколесный – такие машины имеют высокую маневренность, могут самостоятельно доехать до рабочей площадки;
  • на шасси автомобильного типа – эта спецтехника отличается более мощным двигателем, повышенной транспортной скоростью, прочной рамой с низким центром тяжести;
  • на серийном грузовом автомобиле;
  • на серийном (обычно колесном) тракторе;
  • рельсовые;
  • шагающие.

По типу основного двигателя:

В настоящее время на экскаваторы ставятся в основном дизельные и электрические двигатели, как наиболее экономичные. Дизельные используются в условиях периодической смены места работы. Электрические применяются на машинах, работающих на постоянном месте (в карьере).

По количеству двигателей:

  • одномоторные – все механизмы экскаватора приводятся в действие одним мотором, или несколькими, которые приводят в движение один вал;
  • многомоторные – для каждого механизма или узла есть свой двигатель.

По назначению:

  • Строительно-универсальные. В этой группе можно снять экскаватор с ковшом емкостью до 3 м3. Используются для земляных работ.
  • Карьерные. Работают с ковшами емкостью 2 – 8 м3. Предназначены для разработки месторождений в карьерах.
  • Вскрышные. Имеют ковши емкостью от 6 м3. Применяются для снятия верхних слоев пород.
  • Специальные. К ним относятся подземные, туннельные, торфяные, подводные, разрушители, спасательные, болотные, железнодорожные.

По исполнению рабочего органа:

  • с гибкой подвеской – стрела (у некоторых – и ковш) подвешена на стальных канатах и с их же помощью приводится в действие;
  • с жесткой подвеской – все элементы рабочего оборудования находятся в шарнирном соединении между собой; для привода в действие используются гидроцилиндры.
  • с телескопическим оборудованием – работа осуществляется посредством выдвижения и втягивания стрелы.

По углу поворота стрелы:

  • Полноповоротные (на 360 град).
  • Неполноповоротные (меньше 360 град).

По типу рабочего цикла:

  • Циклические – одноковшовые.
  • Непрерывного действия – траншейные с зубчатой цепью, с фронтальной цилиндрической или дисковой фрезой, многоковшовые роторные.

По типу привода ковша:

  • Механические – почти не используются.
  • Гидравлические – наиболее распространенные.
  • Электрические – с питанием от ЛЭП, сверхтяжелые.
  • Дизель-электрические – автономные тяжелые и особо тяжелые.

По типу ходовой части:

  • Пневмоколесные – на колесном оригинальном шасси.
  • Гусеничные – то же, на гусеничном.
  • Навесные – на серийном автомобильном или тракторном, гусеничном или колесном шасси.
  • Катковые и лыжные передвижные (сейчас не применяются).
  • Шагающие.
  • Плавающие – драги ковшовые, рыхлящие, грейферные или эрлифтовые.
  • Рельсовые – карьерные, портовые экскаваторы-краны и железнодорожные.
  • Подземные – работают в шахтах на перегрузке вырубленной породы. Могут объединяться со щитом в проходческий комбайн.

Одноковшовые экскаваторы

Одноковшовые экскаваторы, как наиболее многочисленные и распространенные, выпускаются в большом многообразии. Поэтому у них существует несколько «своих» классификаций.

По размерной группе:

  • «0» – особо легкая – ковш объемом до 0,1 куб.м., мощность 10 – 40 л.с., вес до 3 тн.
  • «1» – легкая-1 – 0,15-0,4 куб.м., 30 – 50 л.с., 5 – 6 тн.
  • «2» – легкая-2 – 0,25 – 0,6 куб.м., 40 – 60 л.с., 8 -9 тн.
  • «3» – средняя-1 – 0,3 – 1,0 куб.м., 50 – 80 л.с., 10 – 12 тн.
  • «4» – средняя-2 – 0,65 – 1,6 куб.м., 80 – 130 л.с., 19 – 30 тн.
  • «5» – тяжелая-1 – 1,2 – 2,5 куб.м., 100 – 200 л.с., 30 – 40 тн.
  • «6» – тяжелая-2 – 1,6 – 4,0 куб.м., 200 – 350 л.с., 55 – 60 тн.
  • «7» – особо тяжелая-1 – 2,5 – 6,3 куб.м., 300 – 500 л.с., 80 – 100 тн.
  • «8» – особо тяжелая-2 – 5,0 – 10,0 куб.м., 400 – 800 л.с., 100 – 160 тн.

Экскаваторы с массой более 8 тн относятся к сверхтяжелым. Их проектируют по индивидуальным заданиям.

По типу конструкции, несущей ковш:

  • Ломающаяся стрела – самая популярная на универсальных машинах, приводится в движение гидравликой.
  • Шарнирная стрела – тяжелая, громоздкая, но подвижная и прочная. Применяется на технике 5-й размерной группы и выше. Именно такая стояла на экскаваторе Отиса.
  • Телескопическая стрела – работает так же, как стрела автокрана. На экскаваторах используется только в тех случаях, когда требуется большая жесткость конструкции.
  • Качающаяся мачта – ажурная, но достаточно жесткая система. Обычно к ней на тросах присоединяется ковш. Он волочится по земле и опрокидывается тоже с помощью тросов. Это драглайн, используется на карьерных добывающих или вскрышных шагающих экскаваторах. На плавучих машинах или экскаваторах-погрузчиках на такой мачте может быть подвешен грейфер.

По типу рабочего органа:

  • Ковш – вгрызается в грунт, часто делается с откидным днищем.
  • Ковш прямая или обратная лопата – загребает грунт.
  • Грейфер – опускается на грунт сверху, захлопывается и захватывает его.
  • Короб (перегрузочный ковш) – подбирает разрыхленный грунт.

Популярные производители и виды экскаваторов

Продукция отечественных предприятий ОАО «ТВЭКС» (Тверь), НПК «Уралвагонзавод», «МК КРАНЭКС», ОАО «КБ Транспортного машиностроения» (КБТМ), ЗАО «Эксмаш» наиболее популярна на российском рынке экскаваторов.

Среди зарубежных производителей, которые выпускают различную технику, включая экскаваторы, стоит выделить компании Case (США), Caterpillar (США), Doosan (Корея), Hitachi (Япония), Hyundai (Корея), JCB (Великобритания), Komatsu (Япония), Volvo (Швеция).

Распространённые модели экскаваторов:

  • ТВЭКС TVEX 140W (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 90 кВт, вид трансмиссии – гидростатический, объём экскаваторного оборудования – 0,5-0,8 м3, показатель ширины – 2550 мм, показатель эксплуатационной массы – 14 400 кг);
  • ТВЭКС ЕТ-16 (тип экскаватора – гусеничный, мощность силовой установки – 90 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,4-0,65 м3, предельная скорость движения – 2-4 км/ч, показатель эксплуатационной массы – 15,3 т);
  • Уралвагонзавод ЭО-5126 (тип экскаватора – гусеничный, мощность силовой установки – 180 л.с., объём экскаваторного оборудования – 1,42 м3, глубина и радиус копания – 6,2 и 9,6 м, габаритные характеристики – 10 600 на 3170 на 3500 мм, показатель эксплуатационной массы – 32 т);
  • Уралвагонзавод ЭО-33211А (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 150 л.с., объём экскаваторного оборудования – 0,85 м3, глубина и радиус копания – 5,8 и 9,2 м, габаритные характеристики – 9550 на 2500 на 3500 мм, показатель эксплуатационной массы – 18 т);
  • Эксмаш E140W (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 91 л.с., объём экскаваторного оборудования – 0,8 м3, глубина и радиус копания – 5,1-5,9 и 8,6-9,4 м, габаритные характеристики – 8050 на 2520 на 3062 мм, показатель эксплуатационной массы – 13,2-13,5 т);
  • Case CX130B (тип экскаватора – гусеничный, мощность силовой установки – 70,9 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,8 м3, параметр предельной глубины копания – 5,54 м, предельный вылет при копании – 8,31 м, максимальная разгрузочная высота – 6,39 м);
  • Case CX290B (тип экскаватора – гусеничный, мощность силовой установки – 154 кВт, объём экскаваторного оборудования – 1,7 м3, параметр предельной глубины копания – 7,58 м, предельный вылет при копании – 10,67 м, максимальная разгрузочная высота – 7,09 м);
  • Case W125 (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 84 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,57 м3, параметр предельной глубины копания – 4,84 м, предельный вылет при копании – 9,08 м, максимальная разгрузочная высота – 6,51 м);
  • Case W185 (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 118 кВт, объём экскаваторного оборудования – 1,05 м3, параметр предельной глубины копания – 5,6 м, предельный вылет при копании – 9,2 м, максимальная разгрузочная высота – 6,6 м);
  • Volvo EW 140 (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 76,5 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,75 м3, параметр предельной глубины копания – 5,6 м, предельный вылет при копании – 9 м, характеристика вырывного усилия – 88 кН, показатель эксплуатационной массы – 12,8-15,2 т);
  • Volvo EW 170 (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 118 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,94 м3, параметр предельной глубины копания – 6,4 м, предельный вылет при копании – 9,6 м, характеристика усилия отрыва на ковше – 125,4 кН, показатель эксплуатационной массы – 16-18,1 т);
  • Volvo EW 210C (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 120 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,9-1,1 м3, параметр предельной глубины копания – 6,5 м, предельная высота подъёма – 10,1 м, характеристика усилия отрыва на ковше – 124,2 кН, показатель эксплуатационной массы – 19,9-22,2 т);
  • Volvo EW 140C (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 91 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,94 м3, параметр предельной глубины копания – 5,7 м, предельный вылет при копании – 9,3 м, характеристика вырывного усилия – 89,5 кН, показатель эксплуатационной массы – 14,4-15,8 т);
  • Volvo EW 140B (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 92 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,75 м3, параметр предельной глубины копания – 5 м, предельный радиус копания – 8,4 м, габаритные характеристики – 7,8 на 2,54 на 3,37 м, показатель эксплуатационной массы – 15,4 т);
  • Hitachi EX 125WD (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 107 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,19-0,5 м3, предельный радиус копания – 7,6-7,8 м, габаритные характеристики – 6970 на 3490 на 3600 мм, показатель эксплуатационной массы – 12,2 т);
  • Hitachi EX 100WD (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 81 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,19-0,59 м3, предельный радиус копания – 7,4-7,7 м, габаритные характеристики – 7110 на 3490 на 3020 мм, показатель эксплуатационной массы – 10,6 т);
  • Hitachi ZAXIS 180W (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 90,2 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,7 м3, предельный радиус копания – 9,5 м, характеристика колёсной базы – 2650 мм, показатель эксплуатационной массы – 18,6 т);
  • Hitachi ZAXIS 160W (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 90,2 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,6 м3, предельный радиус копания – 9 м, показатель высоты выгрузки – 6350 мм, характеристика колёсной базы – 2550 мм, показатель эксплуатационной массы – 15,7 т);
  • Hitachi ZX 140W (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 90,2 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,6 м3, предельная глубина копания – 4610-5770 мм, параметр усилия на ковше – 99 кН, показатель эксплуатационной массы – 16,5 т);
  • Hyundai R 140W-9S (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 84 кВт, объём экскаваторного оборудования – 0,53 м3, предельная глубина копания – 4650 мм, максимальная высота копания – 8400 мм, габаритные характеристики – 7760 на 2500 на 3140 мм, показатель эксплуатационной массы – 13,7 т);
  • Hyundai R 200W-7 (тип экскаватора – колёсный, мощность силовой установки – 124 кВт, объём экскаваторного оборудования – 1,16 м3, предельная глубина копания – 6380 мм, максимальная высота копания – 9870 мм, габаритные характеристики – 9520 на 2490 на 3410 мм, показатель эксплуатационной массы – 20,5 т).

Современные экскаваторы

Среди всех видов спецтехники, экскаватор является самым популярным и быстроокупаемым. Поэтому неудивительно, что он же лидирует и по числу продаж. Существует очень много разновидностей землеройных машин данного типа. Они различаются не только по своим техническим характеристикам, но и по размерам. Есть модели, которые могут нести на руках несколько взрослых мужчин. Зато другие превышают размеры одноэтажного дома. Притом, они не обязательно шагающие, как принято думать. Все три самых крупных в мире – на гусеничном ходу. Это Bucyrus-Erie 1850-В «Big Brutus», Bagger 288 и Marion 6360 «Captain». Первые два, одноковшовые, еще работают. А «Капитан» уже в Арканзасском техническом музее. Самый легкий из этой тройки весит 12 000 тонн.

Экскаваторы используются в разных условиях, для выполнения самых различных работ. Модификаций так много, что даже опытный инженер-механик вряд ли сможет их перечислить. Например, одни машины предназначены для срезания плодородного слоя почвы. Другие работают под водой. Третьи – под землей.

Читайте также:  Виды гидравлических тележек

Эрлифтом называется устройство, предназначенное для подъема грунта с большой глубины. Воздух подается в нижний конец трубы, его поднимающиеся пузыри тянут вверх воду и, вместе с ней, грунт, который должен быть мягким или сыпучим. Эффективность эрлифта прямо пропорциональна его глубине, которая может доходить до 6 км. Труба в таких случаях поддерживается промежуточными поплавками.

Но, разумеется, самые популярные экскаваторы – универсальные. Это мощные одноковшовые машины, на пневмоколесном или гусеничном ходу, с ломающейся стрелой и гидроприводом. Используются, чаще всего, в строительстве.

Если на такую технику поставить еще и бульдозерный отвал, то получится экскаватор-бульдозер с расширенными функциональными возможностями. А если фронтальный ковш, то будет экскаватор-погрузчик – тоже очень востребованная машина, в чем нетрудно убедиться на примере всем известного ЭО-2626.

Популярность экскаваторов обусловлена не только частой необходимостью выполнения земляных работ. Практически все модели поставляются со сменными рабочими органами: перфоратором, гидромолотом, буром, ножницами, захватом, вилами, долотом, рыхлителем и другими. С таким комплектом одноковшовый экскаватор превращается в универсальную и очень востребованную машину.

Видео: Аренда спецтехники и услуги грузоперевозки без посредников!

Экскаватор, типы и виды

Экскаватор – это самоходная землеройная машина на гусеничном, колесном или шагающем ходу, имеющая верхнюю часть, способную поворачиваться на 360°, со смонтированным рабочим оборудованием, предназначенным главным образом для копания с помощью ковша без перемещения ходовой части в течение рабочего цикла.

Экскаватор:

Экскаватор (от лат. excavo — «долблю, вынимаю») — основной тип землеройных машин, оснащённых ковшом. Основным назначением является разработка грунтов (горных пород, полезных ископаемых) и погрузка сыпучих материалов.

Экскаватор – это самоходная землеройная машина на гусеничном, колесном или шагающем ходу, имеющая верхнюю часть, способную поворачиваться на 360°, со смонтированным рабочим оборудованием, предназначенным главным образом для копания с помощью ковша без перемещения ходовой части в течение рабочего цикла.

Рабочий цикл экскаватора включает в себя копание, подъем, поворот и разгрузку материала. Экскаватор может быть также использован как средство для перемещения изделий или материалов.

В зависимости от количества ковшей, установленных на экскаваторе в качестве рабочего органа, экскаваторы подразделяются на одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.

Одноковшовый экскаватор представляет собой один из видов экскаваторов, а по сути – самоходную выемочно-погрузочную машину циклического действия, чьей функцией является извлечение (экскавация) грунта (пород, земли, горных масс и прочих), его перевозка на определенные расстояния с последующей погрузкой или укладкой в обозначенное место.

Рабочая составляющая техники – одноковшового экскаватора – ковш с зубьями, отличающийся в зависимости от типа, вида и модели экскаватора параметрами кубического объема. Ковш крепится на стреле, рукояти или канатах. Загрузка ковша осуществляется посредством передвижения машины по грунту и выемки (копания) грунта ковшом. При этом корпус машины относительно поверхности земли в ходе выемки (копания) грунта и осуществления прочих операций основного рабочего цикла остается недвижимым, тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора. При копании экскаватор устанавливается стационарно и операция копания выполняется ниже уровня земли. Это отличает экскаватор от скрепера и фронтального погрузчика, где тяговое усилие при загрузке ковша создаётся перемещением корпуса машины.

Одноковшовый экскаватор – наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве и добыче полезных ископаемых.

Многоковшовый экскаватор – экскаватор непрерывного действия с ковшовым рабочим органом. Ковши многоковшового экскаватора закреплены на бесконечной цепи (или цепях), ленте или роторе. Усилие копания создаётся за счёт перемещения ковшей относительно корпуса машины. По сравнению с одноковшовыми экскаваторами характеризуются большей производительностью, но меньшей универсальностью.

Многоковшовые экскаваторы применяются для выполнения больших объёмов земляных работ в дорожном, мелиоративном и гидротехническом строительстве, для разработки траншей при прокладке трубопроводов и кабельных линий, в военном деле для рытья окопов, для добычи полезных ископаемых, при проведении дноуглубительных работ на водоёмах.

Многоковшовые экскаваторы – это экскаваторы непрерывного действия. Они непрерывно разрабатывают и одновременно транспортируют грунт в отвал или в транспортное средство. Благодаря совмещению операций многоковшовые экскаваторы (как экскаваторы непрерывного действия) отличаются от экскаваторов циклического действия (одноковшовых экскаваторов), производящих операции по разработке, транспортировке и погрузке грунта последовательно в определённом порядке с многократным циклическим повторением рабочего цикла.

Типы и виды экскаваторов, классификация экскаваторов:

Существует множество типов и видов одноковшовых экскаваторов. Они классифицируются по главному параметру (эксплуатационной массе с основным рабочим оборудованием), по типу шасси, по типу двигателя, по типу передачи и пр. параметрам.

В зависимости от главного параметра (эксплуатационной массы с основным рабочим оборудованием) одноковшовые экскаваторы подразделяют на следующие размерные группы:

Размерная группаМасса экскаватора, т
СвышеДо
16,3
26,310
31018
41832
53250
65071

По типу шасси различаются следующие одноковшовые экскаваторы:

  • навешиваемые на тракторы,
  • автомобильном шасси,
  • пневмоколесные,
  • гусеничные,
  • шагающие,
  • железнодорожные,
  • плавающие.

По повороту рабочего оборудования относительно опорной поверхности одноковшовые экскаваторы делятся на полноповоротные и неполноповоротные.

По типу двигателя одноковшовые экскаваторы делятся на электрические, с паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания.

В зависимости от исполнения рабочего оборудовании одноковшовые экскаваторы делят на виды:

  • экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования,
  • экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования.

По направлению зуба ковша различаются одноковшовые экскаваторы с прямой лопатой и одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой.

По типу привода одноковшовые экскаваторы делятся на экскаваторы с механическим, гидромеханическим, гидравлическим, электрическим и смешанным приводами.

Многоковшовые экскаваторы в зависимости от направления движения режущей кромки ковша по отношению к направлению движения машины делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания.

В зависимости от устройства рабочего органа многоковшовые экскаваторы разделяют на цепные экскаваторы и роторные экскаваторы.

По типу ходового устройства многоковшовые экскаваторы делятся на пневмоколёсные, гусеничные или комбинированные.

Экскаваторы, навешиваемые на тракторы:

Нижней опорой (базой) одноковшового экскаватора, навешиваемого на трактор, выступает классический трактор, в большинстве случаев – колесный.

На его заднюю часть (в редких случаях – на боковую сторону) устанавливается экскаваторное оборудование с неполным поворотом, которое прикрепляется к базовой машине специальной рамой. Экскаваторное оборудование экскаватора, навешиваемого на трактор, представляет собой обратную лопату с ковшом малого объема – от 0,2 до 0,5 м 3 . Конструкция данного вида экскаватора подразумевает быстрый съем рабочего оборудования – ковша и его замену на грейфер (грузозахватное приспособление), грузовые вилы, крюк, гидравлический молот.

Поэтому применение такого экскаватора целесообразно:

  • на землеройных работах малого масштаба (ремонт подземных коммуникаций в коммунальном хозяйстве, электрических и газовых сетей и пр.),
  • на планировочных работах малого масштаба (создание ровных, чистых поверхностей).
  • для складывания материалов;
  • для доставки и перемещения грузов;
  • при проведении строительных и строительно-монтажных работ.

Движителем машины выступает мотор трактора-базы с гидравлическим приводом.

Экскаваторы, навешиваемые на тракторы, отличаются довольно высокой маневренностью и высокой скоростью передвижения.

Экскаваторы на автомобильном шасси:

Базой одноковшовых экскаваторов на автомобильном шасси служит грузовой автомобиль повышенной проходимостью, обладающий возможностью беспрепятственно двигаться по любым видам дорог или при их отсутствии (по бездорожью). Грузовики способны в короткие сроки передвигаться на значительные расстояния.

Область применения такого экскаватора: как правило, на землеройные работы среднего масштаба (очистка водоемов, каналов, строительство и ремонт дорожного покрытия, автомобильных трасс и пр.), а при смене рабочего оборудования (с ковша на другое) – также строительные и строительно-монтажные работы, складирование, доставка и перемещение грузов.

Основным рабочим оборудованием в большинстве случаев выступает обратная лопата с ковшом объемом от 0,04 до 1,5 м 3 . Реже встречаются модели, где имеется переход от прямой к обратной лопате за счет наличия поворотного ковша и телескопической стрелы. Некоторые модели могут комплектоваться сменным рабочим оборудованием: грейфером, грузовыми вилами, крюком, гидравлическим молотом.

В качестве движителя машины могут выступать моторы:

  • непосредственно автомобиля-базы;
  • отдельные моторы, установленные на поворотной платформе.

Пневмоколесные экскаваторы:

Пневмоколесные одноковшовые экскаваторы обладают собственным шасси, которое опирается на колеса, оснащенные пневматическими шинами.

Пневмоколесные экскаваторы в большинстве случаев отличаются полным поворотом, оснащены выносными опорами, призванными предотвратить опрокидывание и сползание машины при загрузке ковша.

Они способны развивать самостоятельную скорость до 30 км/ч, а при буксировке грузовыми машинами – до 40 км/ч, однако по слабым грунтам передвигаются медленнее.

Пневмоколесные экскаваторы производятся различных размеров и могут иметь объем ковша от 0,04 до 1,5 м 3 и более. Рабочим оборудованием выступают прямая или обратная лопата, грейфер, челюстной захват, гидравлический молот.

Основные выполняемые работы пневмоколесным экскаватором:

  • землеройные работы среднего масштаба (разработка котлованов и траншей, рыхление грунта и пр.);
  • планировочные работы среднего масштаба;
  • строительные и строительно-монтажные работы;
  • складирование материалов;
  • доставка и перемещение грузов.

Гусеничные экскаваторы:

Гусеничные одноковшовые экскаваторы оснащены специализированным шасси, включающим в конструкцию гусеничный движитель.

Гусеничные экскаваторы производятся исключительно с полным поворотом.

Их отличительные черты: повышенная проходимость и малое удельное давление на поверхность при достаточно большом весе техники. Они подходят для разработки торфа, выполнению задач на переувлажненных грунтах.

Гусеничные экскаваторы имеют низкую скорость движения, которая не превышает 15 км/ч, поэтому к месту работ их доставляют тягачами или на специальных прицепах.

К преимуществам гусеничных экскаваторов относят широкую конфигурацию ковша – их объемы варьируются от совсем малых (0,04 м 3 ) до огромных (26 м 3 ).

Перечень рабочего оборудования такого экскаватора довольно широк: прямая лопата, обратная лопата, драглайн (одноковшовый экскаватор с канатно-блочным оборудованием), грейфер, челюстной захват, гидравлический молот для рыхления грунта.

Основные выполняемые работы гусеничного экскаватора аналогичны пневмоколесному экскаватору:

  • землеройные работы среднего и крупного масштаба (разработка котлованов и траншей, рыхление грунта и пр.);
  • планировочные работы среднего масштаба;
  • строительные и строительно-монтажные работы;
  • складирование материалов;
  • доставка и перемещение грузов.

Гусеничные экскаваторы используются преимущественно в добывающей отрасли и в строительстве.

Шагающие экскаваторы:

Шагающий экскаватор представляет собой поворотную платформу на опорной плите с установленным на ней рабочим оборудованием шагающего экскаватора.

Дополнительно платформа оснащается лапами, обеспечивающими передвижение техники, которые при ее работе находятся в поднятом положении (не опираются на поверхность земли). Само движение осуществляется отрывом опорной плиты от грунта за счет опускания лап на землю, что представляет собой шаг машины (преимущественно вперед, но в некоторых моделях имеется и задний ход), после которого происходит поднятие лапы и возвращение ее в исходное положение для последующего опускания (хода). После чего цикл передвижения шагающего одноковшового экскаватора повторяется снова.

Шагающие экскаваторы обычно оснащены довольно крупными ковшами – от 15 до 40 м 3 , вылет стрелы может колебаться в пределах 65-150 м.

В качестве рабочего оборудования выступает исключительно драглайн.

Применяются экскаваторы шагающего типа:

  • при вскрышных работах (удаление пустой породы с залежей полезных ископаемых);
  • при разработке недр земли и полезных ископаемых;
  • при перемещении добытых полезных ископаемых.

Железнодорожные экскаваторы:

Шасси-основой железнодорожного экскаватора выступает железнодорожная платформа. Назначение таких экскаваторов – проведение ремонтных работ на железнодорожных путях. Вместимость ковша не превышает 4 м 3 .

Плавающие экскаваторы:

Размещение рабочего оборудования плавающего экскаватора производится на понтоне и представляет собой грейфер или драглайн. Применение экскаваторов данного типа обусловлено при работах по:

  • погрузке и разгрузке материалов;
  • добыче сыпучих материалов: песка, гравия;
  • очищению дна водоемов;
  • углублению дна рек, озер, водохранилищ и прочих.

Полноповоротные экскаваторы:

У полноповоротных экскаваторов рабочее оборудование, приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются на поворотной платформе, которая, в свою очередь, устанавливается на шасси посредством опорно-поворотного устройства (ОПУ), и может поворачиваться относительно него в любую сторону на любой угол. Части гидросистемы шасси и поворотной платформы полноповоротных экскаваторов соединены с применением коллектора, что позволяет производить неограниченное количество полных оборотов в одну сторону.

Неполноповоротные экскаваторы:

У неполноповоротных экскаваторов крепление рабочего оборудования к шасси производится с помощью поворотной колонки, чей монтаж подразумевает наличие поперечных направляющих. Как результат – перемещение колонки вместе с рабочим оборудованием возможно в правую и/или левую сторону с дальнейшей жесткой фиксацией, которая обеспечивает удобство эксплуатации и стойкость техники. Угол поворота ограничен и составляет 45-90 градусов. Остальные составляющие конструкции – кабина, двигатель и прочие механизмы, крепятся на неповоротном шасси.

В настоящее время в основном неполноповоротными производятся в основном экскаваторы, навешиваемые на тракторы.

Экскаваторы с паровым двигателем:

Одноковшовые экскаваторы с паровым двигателем были популярны еще в начале прошлого века, т.к. их двигателем выступала паровая машина. Сегодня они полностью сняты с производства. Экскаваторы с паровым двигателем отличались высокими моментно-скоростными показателями.

Экскаваторы с двигателем внутреннего сгорания:

Экскаватор с двигателем внутреннего сгорания укомплектован собственным двигателем внутреннего сгорания, чаще всего работающим на дизельном топливе, что позволяет обеспечить автономность функционирования экскаватора.

Моментно-скоростные характеристики двигателя и рабочего оборудования одноковшового экскаватора с двигателем внутреннего сгорания не согласованы, что обуславливает использование согласующих передач, коими выступают:

  • редукторы;
  • гидротрансформаторы;
  • гидравлические передачи.

Первые два типа оборудования характерны для механических машин, последний – для гидравлических.

Практически все типы данных машин оснащены одним двигателем, исключение составляют лишь тяжелые экскаваторы для карьерных работ, которые могут включать в себя два двигателя. При этом существуют такие конструкции техники:

  • оба двигателя размещаются на поворотной платформе;
  • один из двигателей располагается на гусеничном шасси и применяется исключительно для движения самого экскаватора, а второй – на поворотной платформе.

Электрические экскаваторы:

У одноковшовых электрических экскаваторов в качестве привода используется электрический двигатель, энергия в который подается от внешнего источника питания (от сети или от генератора).

Экскаваторы с питанием от электросети используются в большинстве своем для карьерных работ. Их преимуществом считается экономичность и экологичность. Техника с генераторами используются на работах в водоемах.

Экскаваторы с прямой лопатой:

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. Отличительной особенностью такого экскаватора является открывающееся днище ковша.

Виды экскаваторов: бесконечное разнообразие

Землеройные работы – одни из самых трудоемких и самых необходимых во все времена. Машины, снабженные специальным рабочим органом для копания – ковшом и предназначенные для выемки и перемещения грунта и/или полезных ископаемых, известны с глубокой древности; их конструировал еще Архимед. Римляне назвали их экскаваторами, от excavao– долбить, делать полость, углубление.

Во времена Великого Леонардо экскаватор не был гениальным прозрением – их использование при фортификации и для расчистки и углубления каналов в Венеции было обычным делом. Тогдашние экскаваторы приводились в действие силой людской или тягловых животных. На Восток идею экскаватора привез Марко Поло, за что заслужил особое благоволение пятого монгольского великого кагана и одновременно первого императора китайской династии Юань Хубилая.

Читайте также:  Какой стабилизатор напряжения выбрать для дачи?

Первый экскаватор с механическим – паровым – двигателем изготовил американский инженер Джеймс Отис (James Otis) в 1843 г. Отис был прямым потомком одного из «отцов нации», тоже Джеймса Отиса, выдвинувшего принцип: «Нет налогов без представительства», под которым и началась война за независимость США.

Экскаватор Отиса был мощностью в 15 л.с., давал производительность в 40-50 куб. м в час (что весьма и весьма неплохо для такой мощности и по современным представлениям) и заменял 50 опытных сильных землекопов. Один из первых экскаваторов сохранился, в довольно-таки поврежденном состоянии, и выставлен в музее.

Первые паровые экскаваторы тут же нашли применение на тогдашних стройках века: Суэцком канале и Николаевской железной дороге в России. Впрочем, казенные подрядчики оказались не в восторге от них: крепостные работники и колодники-арестанты обходились дешевле. Все 4 машины в 1848 г. были проданы на Урал Демидовым, где тут же показали высокую эффективность на вскрышных работах. Именно появление на Урале экскаваторов Отиса дало толчок развитию там тяжелого машиностроения.

Экскаваторы в наши дни

Сейчас экскаватор – самый распространенный, самый продаваемый и самый окупаемый вид спецтехники. Есть экскаваторы, которые четверо взрослых мужчин могут переносить руками, и экскаваторы составляют тройку самых грандиозных сухопутных машин. Кстати, широко распространенное мнение, что самые большие экскаваторы – шагающие, неверно. Все три механических титана: Bagger 288, Bucyrus-Erie 1850-В «Big Brutus» и Marion 6360 «Captain» – гусеничные самоходные машины, причем два последних одноковшовые. «Кэптен» уже на пенсии, но еще жив – выставлен в техническом музее штата Арканзас, а «Баггер» с «Брутом» до сих пор работают. Самый легонький из них тянет на 12 тыс. тонн.

Экскаваторы выполняют самые разнообразные работы в самых различных условиях. Все виды экскаваторов вряд ли известны даже опытному инженеру-механику. Вы слышали о специальных экскаваторах для снятия верхнего плодородного слоя грунта? О подземных экскаваторах? О подводных донных экскаваторах? Все такие есть и работают.

Тем не менее, абсолютно доминирующий вид могучих, послушных и полезных «эксказавров» – универсальные строительные экскаваторы, одноковшовые, с гидроприводом, ломающейся стрелой, на гусеничном или пневмоколесном ходу. Именно они прежде всего ассоциируются со словом «экскаватор».

Универсальные экскаваторы чаще всего снабжаются бульдозерным отвалом и тогда представляют собой экскаватор-бульдозер. Нередко вместо отвала может навешиваться перегрузочный ковш на вилке, движущейся в вертикальной плоскости. Тогда получается экскаватор-погрузчик. Есть и специальные экскаваторы-погрузчики, у которых другого дела нет, как загребать спереди и швырять за спину.

Классификация экскаваторов

Описать все виды экскаваторов и «разложить по полочкам» озадачило бы и самого Линнея. Экскаваторы разделяют на типы по разным критериям, и следует учесть, что каждая конкретная машина присутствует в нескольких из них.

По назначению

  • Универсальные – уже описаны.
  • Экскаваторы-погрузчики – с опрокидывающимся ковшом-коробом (описаны выше), с ковшом-лопатой цельным и с откидным днищем, с грейфером, с транспортером и бункером-дозатором. Экскаваторы-погрузчики отличаются от прочих тем, что высыпают отмеренную по весу или объему порцию грунта, не превышающую грузоподъемности средств вывоза.
  • Карьерные – вскрышные и добывающие.
  • Специальные – железнодорожные, болотные, спасательные, экскаваторы-разрушители, подземные, подводные и т.д., и т.п.

По мобильности

  • Самоходные – могут самостоятельно перемещаться с объекта на объект.
  • Полусамоходные – могут сами перемещаться в пределах рабочей зоны.
  • Ограниченно-самоходные – могут перемещаться по специально проложенным путям, напр. по железнодорожным рельсам.
  • Полноповоротные.
  • Неполноповоротные.

По типу ходовой части

  • Навесные – на колесные и гусеничные, тракторные и автомобильные шасси.
  • Пневмоколесные.

  • Гусеничные.
  • Рельсовые: железнодорожные, портовые краны-экскаваторы и карьерные.
  • Шагающие.
  • Катковые и передвижные лыжные (ныне вышли из употребления).
  • Плавающие – ковшовые, грейферные, рыхлящие и эрлифтовые драги.
  • Подземные – шахтные машины, перегружающие добытую проходческим щитом породу. При разработке мощных пластов щит с экскаватором объединяют в одно, и получается проходческий комплекс (комбайн).
  • Примечание 1: эрлифт – устройство для подъема мягкого и сыпучего грунта с больших глубин. В трубу возле ее нижнего конца вдувается воздух, пузыри тянут за собой воду, а получающийся подсос втягивает грунт. Чем глубже эрлифт, тем он эффективнее. Для разработки залежей железо-марганцевых конкреций в Тихом океане разработаны эрлифты с рабочей глубиной до 6 км. Трубу, чтобы не порвалась, поддерживают пояса поплавков.

    По приводу рабочего органа

    • Механические – уже почти в прошлом.
    • Гидравлические – самые распространенные.
    • Дизель-электрические – тяжелые и особо тяжелые автономные.
    • Электрические – сверхтяжелые с питанием от ЛЭП.

    По рабочему циклу

    • Непрерывного действия – роторные многоковшовые, с дисковой или цилиндрической (фронтальной) фрезой, с зубчатой цепью (траншейные).
    • Циклического действия (одноковшовые).

    Классификация одноковшовых циклических экскаваторов

    Одноковшовые экскаваторы – самые распространенные, самые многочисленные, самые универсальные и самые разнообразные одновременно. Они, так сказать, царство в царстве. Поэтому их классификация – предмет особого разговора.

    По номеру размерной группы

    • 0 – особо легкая: до 3 т, 10-40 л.с., ковш до 0,1 куб.м.
    • 1 – легкая-1: 5-6 т, 30-50 л.с., 0,15-0,4 куб.м.
    • 2 – легкая-2: 8-9 т, 40-60 л.с., 0,25-06 куб.м.
    • 3 – средняя-1: 10-12 т, 50-80 л.с., 0,3-1,0 куб.м.
    • 4 – средняя-2: 19-30 т, 80-130 л.с., 0,65-1,6 куб.м.
    • 5 – тяжелая-1: 30-40 т, 100-200 л.с., 1,2-2,5 куб.м.
    • 6 – тяжелая-2: 55-60 т, 200-350 л.с. 1,6-4,0 куб.м.
    • 7 – особо тяжелая-1: 80-100 т, 300-500 л.с., 2,5-6,3 куб.м.
    • 8 – особо тяжелая-2: 100-160 т, 400-800 л.с., 5-10 куб.м.

    Экскаваторы тяжелее 8 группы считаются сверхтяжелыми и проектируются по индивидуальным ТУ.

    По типу несущей ковш конструкции

    • Качающаяся мачта – жесткая ажурная конструкция. Чаше всего к мачте на тросах подвешивают волочащийся ковш. Опрокидывание ковша осуществляется тоже тросами. Такая конструкция называется драглайном. Применяется в карьерных шагающих экскаваторах, вскрышных и добывающих. Но грейфер плавучего экскаватора или экскаватора-погрузчика тоже может быть подвешен на мачте.
    • Телескопическая стрела устроена аналогично стреле автокрана. В экскаваторах применяется редко, там, где нужна повышенная жесткость стрелы при однообразном характере работы.
    • Шарнирная стрела. Именно ее использовал Отис. Громоздка, тяжела, но прочна и подвижна. Применяется в тяжелых и особо тяжелых машинах.
    • Ломающаяся стрела. В сочетании в гидроприводом используемся в большинстве универсальных экскаваторов.

    По типу рабочего органа

    • Ковш.
    • Ковш с откидным днищем.
    • Ковш – прямая лопата.
    • Ковш – обратная лопата.
    • Грейфер.
    • Перегрузочный ковш (короб).

    Примечание 2: Ковш вгрызается в грунт, ковш-лопата его загребает. Грейфер, состоящий из двух шарнирно соединенных половин, раскрытым опускают на грунт, при подъеме он захватывает грунт и захлопывается. Грейфер применяют на рыхлых и жидких грунтах. Короб загребает уже разрыхленную землю сбоку.

    Мини-экскаваторы

    Типичный мини-экскаватор – это внекатегорийный одноковшовый экскаватор на гусеничном ходу с ломающейся стрелой и гидроприводом рабочего органа, массой до 1,5-1,7 т, с двигателем 10-20 л.с. и ковшом до 0,15 куб. м. Бульдозерным отвалом они если и оснащаются, то «для лишь бы было»: тягового усилия недостаточно для бульдозерных работ. Зато оснащаются обширным комплектом дополнительного оборудования (см. ниже).

    Есть среди мини и совсем малютки, с двигателем до 50 куб.см. Для управления такими не нужны разрешения, права, удостоверения тракториста. Купил – и пользуйся.

    Несмотря на трудности транспортировки (ПДД не пускают любые гусеничные машины на дороги общего пользования с твердым покрытием), мини-экскаваторы благодаря своей экономичности, универсальности и способности работать в самых стесненных условиях, приобретают все большую популярность в мелком строительстве.

    Что еще может экскаватор

    У многих экскаваторов с рабочим гидроприводом можно вместо ковша навешивать гидромолот, гидроперфоратор, ножницы, бур, вилы, зажим/захват, рыхлители, зуб-долото и т.д. Так что одноковшовый экскаватор с ломающейся стрелой – удивительно универсальная машина.

    Экскаваторы. Классификация, область применения.

    Основные виды рабочего оборудования, параметры и индексация строительных экскаваторов. Производительность и пути ее повышения. Машины и оборудования для мерзлых грунтов. Применение машин с традиционными органами для разработки мерзлых грунтов. Виды специальных машин.

    Общая классификация одноковшовых экскаваторов (назначение, устройство, рабочие процессы, технологические возможности, производительность, область применения). Прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер

    Одноковшовыми экскаваторами называют позиционные землеройные машины цикличного действия, оборудованные ковшовым рабочим органом. Рабочий цикл О.Э. состоит из последовательно выполняемых операций копания грунта, его перемещения в ковше к месту отсыпки, разгрузки ковша с отсыпкой грунта в отвал или транспортное средство и возвращения ковша на позицию начала следующего рабочего цикла. Это называют экскавацией. После отработки элемента забоя экскаватор перемещают на новую позицию. О.Э.классифицируют:

    1-по назначению: строительные, строительно-карьерные, карьерные, вскрышные, туннельные, шахтные;

    2-по виду рабочего оборудования: прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер, планировщик;

    3-по исполнению рабочего оборудования: канатные, гидравлические

    4-по виду ходовых устройств: пневмоколесные (автомобильные и тракторные базы), гусеничные, шагающие;

    5-по возможности вращения поворотной части: полноповоротные и неполноповоротные;

    6- по числу установленных двигателей: одно- и многомоторные.

    О.Э. Могут иметь крановое, сваебойное, трамбовочное и другое сменное оборудование. С одним видом рабочего оборудования – специальные, а укомплектованные сменными видами рабочего оборудования – универсальными.

    Строительные экспедиторы предназначены для разработки грунта до IV категории без предварительного разрыхления, мерзлые и скальные после их разрыхления. Гидравлические экскаваторы используются в 80% в общем объеме производства.

    Главным параметром ОЭ является его масса. В зависимости от массы они подразделяются на размерные группы.

    Размерные группы характеризируются набором основных параметров:

    1)- мощность силовой установки;

    2)- вместимость ковша;

    3)- усилие на его зубьях;

    4)- размеры рабочей зоны;

    5)- продолжительность рабочего цикла;

    6)- скорости передвижения;

    7)- частота вращения поворотной платформы;

    8)- преодолеваемые уклоны;

    9)- удельное давление на грунт;

    10)- нагрузка на ось;

    11)- габаритные размеры и другие.

    размерная группамасса унив-х О.Э., т
    О. Э.свышедо
    – 6,36,3

    Индексы. О. Э. – ЭО-0000:

    1цифра – размерная группа;

    2цифра – тип ходового устройства(1. гусеничные, 2. гусеничные с увеличенной опорной поверхностью, 3. пневмоколесные, 4. спец шасси автомобильного типа, 5. шасси грузового автомобиля, 6. на базе трактора);

    3цифра тип подвески рабочего оборудования (1 и 2 – с гибкой и жесткой подвеской, 3 – телескопическое рабочее оборудование);

    4цифра – номер модели экскаватора.

    Экскаватор одноковшовой, строительный, универсальный, 4 размерной группы с гусеничным ходовым устройством, с увеличенной опорной поверхностью, жесткой подвеской рабочего оборудования, третьей модели. Буквами далее – очередная модернизация и климатическое исполнение.

    .Техническая производительность О. Э.:

    ,

    где q – емкость ковша;

    – коэффициент наполнения;

    – коэффициент разрыхления грунта;

    – продолжительность рабочего цикла;

    – продолжительность одной передвижки на новую позицию;

    – число рабочих циклов на одной позиции.

    ,

    где – продолжительность периода работы экскаватора;

    – коэффициент использования во времени (при односменной работе Кв=0,2-0,25).

    Основные рабочие органы гидравлических экскаваторов являются ковш обратной и прямой лопат, погрузчика и грейфера.

    Сменные рабочие органы: бульдозерные отвалы, однозубые и многозубые рыхлители, гидромолоты, крановые подвески, разные модификации грейферов и захватов, шнековые буры.

    Экскаватор состоит из базовой части и рабочего оборудования.

    Базовая часть: состоит из ходовой тележки с нижней рамой, опорно-поворотного устройства, поворотной платформы с насосно-силовой установкой, узлов гидравлической системы привода и кабины машиниста.

    Рабочее оборудование – обратная лопата включает последовательно соединенные между собой шарнирами стрелу, рукоять и ковш. Оно предназначено для разработки грунтов в основном ниже уровня стоянки экскаватора.

    Рабочая зона полноповоротного экскаватора – это часть пространства, ограниченного тороидальной поверхностью, радиальное сечение которой, называется осевым продольным профилем рабочей зоны.

    По нему определяют рабочие размеры:

    Hmax – максимальную глубину копания;

    Rkcmax – радиус копания на уровне стоянки экскаватора;

    Hвmax – высоту выгрузки.

    Рабочее оборудование – прямая лопата – для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора состоит из стрелы, рукояти и ковша. Стрела короче, чем у обратной лопаты. Привод стрелы обеспечивается двумя гидроцилиндрами, а рукояти одним. Относительно рукояти ковши могут быть поворотными и неповоротными. Такой экскаватор разрабатывает грунт движением ковша снизу (от уровня стоянки экскаватора) вверх (до верхнего обреза забоя).

    Рабочее оборудование – грейфер – используют для отрывки рабочих котлованов, очистки водоемов и каналов, для разгрузки и погрузки сыпучих материалов. Оно состоит из двухчелюстного ковша, установленного на нижнем конце штанги, подвешенной к рукояти обратной лопаты на двух цилиндрических шарнирах, позволяющих ковшу занять отвесное положение. Челюсти раскрываются гидроцилиндрами.

    Для начала работы ковш с раскрытыми челюстями опускают на захватываемый материал, затем их замыкают. Ковш внедряется в материал и заполняется им. Затем его поднимают рукоятью из выемки С поворотом платформы на разгрузку. Ковш разгружают размыканием челюстей. Для рыхления прочных и мерзлых грунтов экскаваторы комплектуют оборудованием: однозубым рыхлителем, гидромолотом (разрушение скальных пород, взламывание асфальта при ремонте дорог).

    Драглайном называют рабочее оборудование О. Э. с ковшом, подвешенным к стреле на подъемном канате и перемещаемым при копании грунта тяговым канатом.

    Строительные драглайны с ковшами 0,3 до 3 куб.м для разгрузки грунта ниже уровня стоянки при отрывке котлованов и траншей, при подводной разработке выемок, погрузки и разгрузки сыпучих и дробленных материалов. Они работают преимущественно с разгрузкой в отвал.

    Сменные рабочие органы (гидромолоты, гидротрамповки, рыхлители, вилочные захваты, грейферы, клещевые захваты, планировочные отвалы и др.) Экскаваторы – планировщики, неполноповоротные экскаваторы, мини экскаваторы (qк=0,03-0,2куб.м) в стесненных и труднодоступных местах, внутри зданий, при ремонтных работах, микро-экскаваторы (b=1м, qк=0,02куб.м)

    Классификация экскаваторов непрерывного действия (Э.Н.Д.). Назначение, область применения, устройство, рабочий процесс, технологические возможности и производительность траншейных и цепных экскаваторов

    Э. Н. Д. – это землеройные машины, непрерывно разрабатывающие грунт с одновременной погрузкой его в транспорт или в отвал. Рабочий орган оборудован несколькими ковшами, скребками, резцами, поочередно отделяющими грунт от массива. Их крепят на едином рабочем органе – роторе или замкнутой цепи.

    Их классифицируют по:

    назначению или виду выполняемых работ:

    по типу рабочего органа:

    б) цепные (скребковый, фрезерный);

    по способу копания:

    Роторы применяют для разработки траншей ограниченной глубины (до 3 м). Цепные глубиной до 6м и более. Их применяют для разработки однородных грунтов до IV категории. Крупные каменистые включения снижают ресурс этих машин. Для мерзлых грунтов главный параметр траншейных экскаваторов глубина отрываемой траншеи, масса и мощность двигателя.

    ЭТР-254 – экскаватор траншейный роторный четвертой модели для разработки траншей глубиной 2,5м.

    ЭТЦ-165 – экскаватор траншейный цепной пятой модели для разработки траншей глубиной до 1,6м.

    Траншейный экскаватор состоит из двух частей – тягача и рабочего оборудования, соединенных между собой полуприцепной или навесной схемами.

    Рабочее оборудование траншейного экскаватора обеспечивает отрыв от массива грунта в траншее проектной глубины и ширины с откосами или без них, полный вынос его из траншеи и отсыпку в бруствер (кавальер) рядом с траншеей. Последнюю операцию выполняет ленточный отвальный конвейер, установленный перпендикулярно продольной оси траншеи в полости ротора (на роторных экскаваторах) или на тягаче (на цепных). Для разработки узких траншей (щелей) применяют бесконвейерные скребковые фрезерные траншейные экскаваторы.

    Читайте также:  Экструдер — что это такое

    ,

    где – площадь поперечного сечения;

    – скорость подачи.

    Рабочее оборудование траншейного экскаватора состоит из:

    1)- рабочего колеса (ротора), установленного на поддерживающих и направляющих роликах рабочей рамы;

    2)- закрепленной на раме обечайки;

    3)- ножевых откосников;

    4)- зачистного щита;

    6)- отвального конвейера.

    Его техническая производительность:

    ,

    где q – емкость ковша;

    z – количество ковшей;

    n – частота вращения ротора;

    – 0,8-0,9 – коэффициент наполнения ковшей;

    – коэффициент разрыхления грунта.

    Рабочее оборудование цепного траншейного экскаватора состоит из рамы, двух ведущих звездочек или приводного граненого барабана, установленных в верхней части рамы, двух натяжных колес и огибающей их опирающейся на ролики замкнутой длиннозвенной цепи, на которой с определенным шагом закреплены ковши.

    ,

    где – скорость рабочей зоны;

    t – шаг рабочих органов.

    Роторные экскаваторы поперечного копания – на вскрышных работах, карьерной добычи строительных материалов, в разработке больших котлованов, для возведения насыпей, дамб, плотин, на складах сыпучих материалов.

    Цепные экскаваторы поперечного копания – для добычи строительных материалов (глины в карьерах кирпичных заводов). Производительность 45куб.м/ч при глубине карьера до 8,5м. Энергоемкость – 0,39-1,33кВт/куб.м.

    Дата добавления: 2015-10-09 ; просмотров: 7903 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

    Виды экскаваторов

    Экскаватор – это специализированный механизм для разрабатывания грунта. Область использования: строительная индустрия, горнодобывающая промышленность, ирригация.

    Классификация землеройной техники

    Экскаваторный парк отличаются характерными признаками — габаритами, мощностью, предназначением и другими техническими параметрами.

    Тип ходовой части

    Различают несколько основных групп:

    • гусеничные;
    • шагающие;
    • колёсные;
    • рельсовые;
    • плавучие;
    • комбинированное шасси.

    По режиму эксплуатации

    В зависимости от характера работы все землеройные механизмы делятся на два больших класса.

    Экскаватор с непрерывным процессом работы

    Имеет в своей конструкции несколько ковшей, что позволяет ему одновременно выполнять операции по выемке и перемещению грунта.

    Полезно знать! Разработка породы может проводиться в горизонтальной, вертикальной плоскости, по кругу.

    Используются на однородных грунтах. Их применение ограничивается устройством углублений, где требуется перебазировка отвальной земли к поверхности. С их помощью производится устройство канав, траншей, каналов. Делятся на роторные и цепные. Исполнительный орган первой группы представляет собой вращающееся колесо, на котором размещаются ковши.

    На цепных экскаваторах они закрепляются на подвижной конструкции, представляющей собой набор рыхлителей, подрезных элементов, выгребных скребков.

    Наличие значительного числа ковшей обеспечивает непрерывность процесса, оптимизирует необходимые усилия, уменьшает нагрузки, повышает производительности земляных работ.

    Траншеи бывают прямоугольными, в виде трапеции, ступенчатыми и достигают в глубину 4 м при ширине до 2 м. Отвальный грунт складируется в стороне от траншеи.

    Цепные многоковшовые траншейные экскаваторы применяются в районах залегания мягких грунтах группы без наличия крупных включений. Роторные модификации применяются для вскрышных работ в открытых карьерах.

    Экскаватор с циклическим характером действия

    Оснащается одним ковшом. Разработка и выемка грунта выполняется последовательно. Механизмы такой конструкции применяются при смешанных почвах с каменными включениями твердых горных пород. Представляют собой более унифицированный сегмент техники по сравнению с многоковшовым вариантом.

    По эксплуатационному предназначению

    Землеройная техника делятся по группам:

    • карьерная;
    • вскрышные – для эксплуатации в местах поверхностной добычи полезных ископаемых и твердых горных пород;
    • шахтные комбайны – для подземных работ;
    • строительная универсальная.

    Модель привода рабочего органа

    Имеет несколько модификаций:

    • гидросистемы – наиболее многочисленная категория, а главное достоинство заключается в возможности активно использовать навесное оборудование в виде гидромолотов, пробойников, специализированных захватов, перфораторов;
    • дизель-электрические машины – вес от нескольких десятков до сотен тонн;
    • электроприводные агрегаты – суперэкскаваторы с питанием от линий электропередач.

    По силовому оборудованию

    Выбор двигателя зависит от условий, в которых будут эксплуатироваться механизмы. В карьерной технике чаще применяются электродвигатели. Это объясняется относительной дешевизной электроэнергии. При сооружении автомагистралей рационально использование дизельных установок.

    Если исполнительные механизмы экскаватора приводятся в действие одним двигателем, такой привод называют одномоторным, а при наличии отдельной силовой установки для каждой группы оборудования – многомоторным.

    Особенности одноковшовых экскаваторов

    Самый распространенный класс. Их группирование имеет свои принципы и ряд признаков.

    Индекс размерного класса

    Различают несколько категорий показателей:

    • номер 0-8: от особо легкой до особо тяжелой – масса от 3 до 160 т;
    • по мощности; 10 – 800 л.с.;
    • объем ковша: 0,1 – 10 м 3 .

    Техника тяжелее 8 класса относится к сверхтяжелым экземплярам. Проектируется по индивидуальным заказам.

    По типу конструкции, несущей ковш

    1. Качающаяся мачта – жесткий элемент. К ней тросами крепится ковш. Переворачивания рабочего органа производится при помощи системы стальных канатов. Такая схема получила название драглайн. Применяется на моделях шагающих экскаваторов, которые используются при вскрышных и добывающих работах. Грейфер плавучих вариантов и погрузчиков тоже подвешивается на мачтах.
    2. Телескопическая стрела по устройству похожа на стрелу автокрановых установок. Применяется редко. Используется на экскаваторах, где нет необходимости в обеспечении повышенной жесткости стрелового элемента при производстве работ.
    3. Шарнирная стрела характеризуется повышенным коэффициентом прочности и подвижности. Применяется на тяжелых образцах экскаваторов.
    4. Ломающаяся стрела – применяется в паре с гидроприводом на большинстве универсальных экскаваторов.

    По типу рабочего органа

    1. Простой ковш (вариант – наличие откидного дна).
    2. Прямая лопата — для экскавации грунта выше горизонта расположения экскаватора.
    3. Обратная лопата — оборудование по разработке почвы ниже механизма при устройстве котлованов, траншей, выемок.
    4. Грейфер – состоит из двух половин, которые опускают на грунт, а при подъеме они захватывают грунт и захлопываются. Применяется на рыхлых, сыпучих категориях почвы.
    5. Драглайн (волокуша) – срезает грунт при протягивании по касательной к плоскости земли.

    Малые механизмы

    Типичный представитель такого класса – это компактный одноковшовый экскаватор на гусеничном ходу с ломающейся стрелой и гидроприводной системой. Общая масса до 1500 кг с ковшом до 0,15 куб. м. Отвалом не комплектуется, но имеют солидный комплект доп. оборудования.

    Полезная информация! Есть малютки, с двигателем до 50 см 3 .

    Благодаря экономичности, универсальности и способности работать в стесненных условиях, приобретают популярность в строительстве. Сегодня растет спрос на землеройные машины с небольшим ковшом на пневмоколесном ходу, обладающих повышенной маневренностью для оперативной передислокации с одного объекта на другой.

    Экскаваторы-исполины

    Узкопрофильные задачи для специализированной техники послужили толчком к созданию супермощных прототипов. Это относится к шагающим экскаваторам. Для шасси используется опорная плита, которая перемещается по площадке с помощью гидромоторов. Размещенное на ней экскаваторное оборудование обладает уникальной производительностью. Яркий пример – это одноковшовые драглайны с объемом ковша до 100 м 3 . Длина стрелы колеблется в пределах до 130 м. Стоит отметить и роторные модификации, в которых рабочий орган в виде колеса с набором ковшей диаметром до 18 м. Глубина разрабатывания грунта достигает 45 м, а высота – 38 м. Масса составляет до 15000 т. Такие рабочие габариты позволяют проводить широкий охват обрабатываемой площадки. Средняя скорость перемещения составляет до 450 м в день.

    Техническая справка! Подобные образцы создавались в 80-90 годы и функционируют по сегодняшний день. Это свидетельствует о надежности таких экскаваторов.

    Особенность шагающей землеройной техники – совмещение свойств циклических машин и многоковшовых моделей.

    Итоги

    Богатый набор видов экскаваторов, обладающих специфическим режимом эксплуатации, типом силового агрегата, характером технологического оборудования дает возможность выбрать подходящую модификацию для разрабатывания грунтов 1-6 категории и различного алгоритма использования.

    Статья подготовлена специалистами компании «Сфера». Информации о компании.

    Что представляет собой экскаватор и каким он бывает

    Экскаватор – основной тип землеройных погрузочно-разгрузочных машин.

    По принципу работы экскаваторы можно разделить на две крупные категории- многоковшоые (непрерывного действия) и одноковшовые (цикличного действия).

    Как ясно из названия, рабочее оборудование экскаватора непрерывного действия включает несколько ковшей, непрерывно перемещающихся по замкнутой территории. В силу специфики применения таких экскаваторов, их обзор требует отдельной статьи. Здесь же мы ограничимся рассмотрением одноковшовых экскаваторов, как наиболее типичных представителей данного класса строительных машин.

    Главные компоненты экскаватора:

    Рабочее и силовое оборудование, система управления, поворотная платформа и трансмиссия.
    Рабочее оборудование экскаваторов с прямой и обратной лопатой состоит из ковша (как правило), стрелы и рукояти. Рабочее оборудование экскаваторов с драглайном не имеет рукоти, а ковш подвешивается к стреле на канате с помощью упряжки. К рабочему оборудованию относятся также блоки, направляющие устройства и канаты, которые передают движения различным элементам рабочего оборудования. Помимо ковша разработано и другое навесное оборудование. Это грейфер (копающий или погрузочный), гидромолот (для разрушения бетонных и железобетонных конструкций и рыхления мерзлого грунта), гидроножницы (для разрушения и дробления железобетонных конструкций и резки арматуры), бревнозахват, кусторез, бетонолом, фрезерная головка (для вскрытия подземных коммуникаций, рыхления и планировки грунта), шнековый бур.

    Если на экскаваторе может быть установлено хотя бы три вида сменного оборудования – прямая лопата, обратная лопата и драглайн, то такие экскаваторы называют универсальными. Обычно в их комплект сменного оборудования входят также грейфер и кран.

    По типу привода экскаваторы делятся на два класса – с гибким (канатным) подвесом или с жестким подвесом (гидравлическим приводом).

    Подвес с гидравлическим приводом позволяет фиксировать элементы рабочего оборудования в пространстве. Экскаваторы с жестким подвесом имеют значительные технологические, конструктивные и эксплуатационные преимущества по сравнению с экскаваторами с гибким подвесом.

    По типу механизма передвижения экскаваторы делятся на колесные и гусеничные (траковые). Если стройка ведется в городской черте, предпочтительнее использовать колесные экскаваторы, в условиях бездорожья лучше ведут себя гусеничные.

    В отдельную категорию экскаваторов можно выделить машины на автомобильном шасси.

    На российском рынке представлены две группы экскаваторов на автомобильном шасси – классические) с шарнирно-сочлененным рабочим оборудованием) и телескопические. Конструктивные особенности позволяют телескопическим экскаваторам, использую ротацию ковша, подкапывать под трубами и производить зачистку не только горизонтальных и вертикальных поверхностей в ограниченных пространствах. Набор дополнительного рабочего оборудования делает экскаватор на автомобильном шасси универсальной машиной.

    Экскаватор с механической лопатой.

    По своему назначению и вместимости ковша механические лопаты подразделяются на универсальные (0,2-2 куб.м), карьерные и добычные (2-5 куб.м), карьерные и добычные (2-5 куб.м) и вскрышные (8-90 куб.м). Шире других используются два варианта конструкции механической лопаты. В одном из них основными узлами являются одноканатная двухбарабанная лебедка, рукоять и канатный напорный механизм, закрепленный на поворотной платформе. При опускании ковша поднимается противовес, и наоборот. В другом варианте используется трехканатная лебедка без противовеса. Стрела, рукоять и напорный механизм образуют особую конструкцию с промежуточным шарниром, чем обеспечивается независимость подвеса. Напорный механизм воздействует на двухзвенную рукоять, которая поддерживается и направляется подвижным жестким звеном.

    Особенность вскрышных механических лопат – большие радиусы черпания и разгрузки (более 100 м) и большая вместимость ковша (более 90 куб.м). От малых универсальных и карьерных экскаваторов они отличаются конструкцией гусеничного хода – каждый из четырех углов основания экскаватора со вскрышной механической лопатой опирается на двухленточную тележку.

    Экскаватор – драглайн.

    Экскаватор – драглайн и обратная механическая лопата, в отличие от прямой лопаты, разрабатывают грунт ниже уровня машины. В драглайне ковш закреплен на подъемном канате, а черпание осуществляется его подтягиванием вторым, “тяговым” канатом. Ковш экскаватора врезается в грунт под тяжестью собственного веса, что позволяет разрабатывать даже крепкую породу, предварительно разрыхленную взрывом.

    Большие драглайны устанавливают на шагающем ходу. Механизм “шагания” состоит из центральной опорной плиты, боковых лыж и механизма, приводящего их в движение (кулачкового или рычажного). Когда экскаватор опирается на плиту, лыжи приподняты и могут перемещаться. После их опускания экскаватор вместе с центральной плитой приподнимается, опирается на лыжи и перемещается. Благодаря тому, что лыжи закреплены на платформе и ее поворотом можно изменить направление померемещения, машина может двигаться даже в боковом направлении.

    Экскаватор – драглайн, стрела которого заменена натянутым между двумя башнями канатом, несущим ковш, называется “башенным”.

    Такой драглайн может иметь “вылет стрелы” (расстояние между башнями) до 500 м. Ковш разгружается через дно, для чего ему часто придают серповидную форму, в противном случае разгрузкой управляет тяговый канат.

    Экскаватор – струг.

    Данный тип экскаватора предназначен в основном для земляных работ на железнодорожных путях и очистки их от снега. Путевые струги производят нарезку новых и чистку старых кюветов, оправку откосов выемок, насыпей и балластной призмы и т.д. В средней части экскаватора расположены два боковых крыла. Они состоят из подвижных частей – основной, кюветной и откосной, которые устанавливают по очертанию поперечного профиля пути. Перемещается струг локомотивом, от которого поступает также сжатый воздух для пневматической системы управления.

    Экскаваторы – планировщики.

    Экскаваторы – планировщики, как правило, изготавливают на базе автомобильного шасси. Занимая не большую долю рынка экскаваторы – планировщики выполняют планировку откосов насыпей и выемок земляного полотна. Причем объем таких работ велик, поскольку любая дорога, как правило, идет в насыпи или в выемке, и высота откосов доходит до 12 м. Если 2-2,5 м может обеспечить автогрейдер, то большую высоту – только экскаватор – планировщик. Кроме откосов землеполотна дороги, планировочные работы выполняются на подходах к мостам, путепроводам и другим искусственным сооружениям. Экскаваторы – планировщики выручают даже при переменной геометрии откоса. Устойчивость машины в процессе работы обеспечивается аутригерами (опорами).

    Траншейные экскаваторы.

    Траншейные экскаваторы классифицируют по следующим основным признакам: по типу рабочего оборудования – на цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР); по способу соединения рабочего оборудования с базовым тягачом – с навесным и полуприцепным оборудованием; по типу ходового устройства базового тягоча – на гусеничные и пневмоколесные; по типу привода – с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом. Траншейные экскаваторы предназначены для разработки траншей под магистральные трубопроводы в различных грунтах. Также эти экскаваторы могут использоваться при рекультивации земель, на присыпке дна траншей и засыпке их разрыхленным грунтом, на мелиоративных работах, на строительстве и ремонте дорог.

    Мини – экскаваторы.

    Как ни странно, этот класс машин появился в России только в последние годы. Экскаваторы малой мощности используются при незначительных объемах земляных работ, а также при вспомогательных и подготовительных работах – валке и крчевке леса, забивке свай, уплотнении дорожных покрытий, монтажных и погрузо – разгрузочных работах. Современные мини – экскаваторы этого класса исполнены в классической компоновке. На них применяется гусеничный или пневмоколесный ход, а в качестве рабочего оборудования, как правило, используется обратная механическая лопата с возможностью поворота стрелы в горизонтальной плоскости. Кроме того, современные мини – экскаваторы оснащаются бульдозерным отвалом для расчистки площадки и повышения устойчивости, а по требованию заказчика – сменными ковшами, буровыми штангами и гидромолотами. В общем, при незначительных объемах земляных работ мини – экскаваторы незаменимы.

    Ссылка на основную публикацию