Стуктура индекса одноковшовых универсальных экскаваторов. Экскаваторы - помощь в выборе Название экскаваторов

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

по дисциплине « Машины и оборудование нефтегазовых объектов »

на тему: «Классификация экскаваторов»

Выполнил студент гр. з-2Б13Т

Проханов В.В.

Руководитель доцент Шмурыгин В.А.

ТОМСК-2015г

Введение

1. Классификация экскаваторов

2.2 Одноковшевые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, драглай

2.2.2 Обратная лопата

2.2.3 Экскаватор драглайн

3.1 Многоковшовые экскаваторы

3.1.1 Скребковые экскаваторы

3.1.2 Роторные экскаваторы

3.1.3 Фрезерные экскаваторы

Заключение

Список используемых источников

Введение

Являясь универсальной машиной, экскаваторы используются практически при каждых строительных работах. Существует большое количество видов экскаваторов. Они классифицируются по ряду факторов и в этом необходимо разбираться каждому профессионалу. Учитывая разнообразия различных моделей экскаваторов, особое значение приобретает подкованность в данной теме.

Цель данной работы состоит в изучении классификации экскаваторов их виды, способы перемещения и т. д.

Задача данной работы состоит в подробном изучении классификации экскаваторов, которая в дальнейшем поможет выбрать нужный тип агрегата для проведения тех или иных работ.

1. Классификация экскаваторов

Экскаваторы отличаются высокими рыхлящими способностями. Транспортирующие способности их невелики и определяются радиусом действия этих машин. Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки веремени, она относится к машинам, прерывного (цикличного) действия.

Если производит все операции одновременно, машиной непрерывного действия. К экскаваторам прерывного действия относятся одноковшовые, а к экскаваторам непрерывного действия, многоковшовые, скребковые и фрезерные.

Одноковшовые и многоковшовые экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. Сухопутные экскаваторы имеют гусеничное, пневмоколесное, рельсовое и шагающее ходовое устройство.

Все механизмы экскаватора приводятся в движение дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими двигателями. Наиболее экономичными являются дизельные и электрические двигатели. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, на экскаваторах, работающих в карьере, выгодно применять электродвигатели, так как электричество? это наиболее дешевый вид энергии, а при работе на строительстве дорог, где машину часто перевозят с места на место, целесообразно использовать дизельные двигатели.

Если все механизмы экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называют одномоторным. Если в экскаваторе каждый механизм (или группа механизмов) приводится в движение отдельным двигателем, такой привод называется многомоторным.

С целью передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используют следующие виды приводов:

механический, когда движение передается с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных передач;

гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос, маслопроводы и гидромоторы (или гидроцилиндры), в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (или гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение;

Гидромеханический, в котором для передачи энергии используют гидротрансформатор в сочетании с механической трансмиссией;

электрический, применяемый на экскаваторах с многомоторным приводом в сочетании с механическим;

смешанный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического.

Таким образом, экскаваторы классифицируют:

по способу перемещения (плавучие и сухопутные);

по типу силового оборудования (с дизелем, карбюраторным, электрическим, дизель-электрическим и т. д.);

по числу двигателей (одномоторные, многомоторные);

По виду привода (механические, гидравлические, гидромеханические, электрические);

По типу ходового устройства сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и с шагающим ходовым оборудованием).

2. Машины циклического действия

Универсальные машины, используемые при копании грунтов до VI категории прочности, разборке слабой и взорванной скальной породы. Они применяются для выемки из забоя и погрузке в транспорт или отвал сыпучих и крупнокусковых материалов, разрушения старых сооружений, расчистки территорий при пробивке трасс, расчистки мелиоративных и водоотводных канав, отрывке больших котлованов и протяженных траншей, сооружении грунтовых насыпей, строительстве тоннелей и мостовых переходов и на других работах.

2.1 Классификация одноковшовых экскаваторов

Одноковшовым универсальным экскаватором называется машина цикличного действия, предназначенная для выемки и перемещения грунтов и иных материалов с помощью одного из видов рабочего оборудования с одним ковшом, и для выполнения погрузочных сваебойных и прочих работ другими видами сменного рабочего оборудования.

Каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками размерами, мощностью, назначением. Одноковшовые экскаваторы классифицируют по назначению. Существуют три основные группы:

строительно-универсальные с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для производства земляных работ;

карьерные с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений;

Вскрышные с ковшами емкостью 6 м3, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши).

Одноковшовые экскаваторы различают по использованию их с различными видами рабочего оборудования.

Универсальные экскаваторы предназначены для работы с различными видами сменного оборудования; прямой и обратной лопатой, драглайном, крановой стрелой с крюковой подвеской или грейфером, копром для забивки свай и т. д.

Полууниверсальные экскаваторы кроме основного рабочего оборудования имеют один или два вида дополнительного сменного оборудования (прямую лопату, обратную лопату, драглайн). Специальные мощные экскаваторы имеют лишь один вид оборудования, например прямую лопату.

Одноковшовые экскаваторы (рис. 1) состоят из следующих основных узлов: (1) ходового устройства, (2) поворотной платформы с силовым оборудованием и (3) основными кинематическими звеньями и рабочего оборудования.

Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую проходимость и хорошую устойчивость при работе экскаватора.

В последние годы значительно возрос выпуск экскаваторов с небольшой емкостью ковша на пневмоколесном ходу, обладающих большой подвижностью и маневренностью при перемещении машины с одного объекта на другой. При работе на слабых грунтах применяют уширенное (или удлиненное) гусеничное оборудование, наличие которого уменьшает удельное давление на грунт и улучшает проходимость экскаватора.

Рис. 1. Cхемa одноковшового экскаватора:

1 - ходовое устройство; 2 - поворотная платформа с силовым оборудованием; 3 - основные кинематические звенья и рабочее оборудование.

Поворотная платформа опирается через катки или специальное (шариковое или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части.

Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным или неполноповоротным. Поворотная часть полно-новоротного экскаватора может вращаться вокруг своей оси на 360°.

У этих машин на поворотной платформе смонтированы все силовые агрегаты, пульт управления, рабочие механизмы и крепится рабочее оборудование.

Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер.

Рабочий цикл экскаватора выполняется в следующей последовательности: копание грунта; перемещение заполненного грунтом ковша к месту разгрузки; разгрузка грунта из ковша в отвал или транспортирующее устройство; перемещение ковша (поворот платформы) к забою; опускание ковша для подготовки к следующей операции копания.

2.2 Одноковшевые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, драглайн

Оборудование, предназначенное для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата с механическим приводом (рис. 2) состоит из следующих основных узлов: каната подъема стрелы, ковша, рукояти, стрелы, седлового подшипника. Рукоять к стрелке крепится седловым подшипником, с помощью которого рукоять поворачивается в вертикальной плоскости относительно стрелы и совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси рукоятки. Ковш поднимается подъемным канатом, огибающим головные блоки. Напор рукоятки осуществляется напорным механизмом, которым выполняется также обратное движение (возврат) рукояти. На универсальных строительных экскаваторах применяют канатные и зубчато-реечные (напорные механизмы).

Рис. 2. Схема экскаватора с прямой лопатой:

1 - гусеничный ход; 2 - поворотная платформа; 3 - кузов с кабиной; 4 - рукоять; 5 - ковш; 6 - стрела; 7 - опорно-поворотное устройство.

Напорные механизмы деляется на независимые, зависимые, комбинированные. Напорный механизм называется независимым, если усилие напора может быть увеличено или уменьшено независимо от величины усилия в подъемном тросе ковша, т. е. когда напорное движение рукояти с ковшом производится независимо от подъема ковша. Если величина усилия напора зависит от величины усилия в подъе/мном тросе ковша и имеется возможность только уменьшить напор, такой напорный механизм называется зависимым.

Напорный механизм называется комбинированным, когда величина усилия напора зависит от усилия в подъемном тросе, но при включении независимой части напорного механизма может быть по желанию увеличена.

Ковш прямой лопаты состоит из корпуса, откидного днища с засовом и сменных зубьев. Зубья имеют сужающийся к концу хвостовик, входящий в гнездо козырька. От выпадания зубья удерживаются в гнездах шплинтами.

Прямые лопаты в последние годы оснащают ковшами с полукруглой передней стенкой и с козырьком в виде совка без зубьев. Ковш такой конструкции значительно легче и имеет минимальное сопротивление при копании грунта, что, естественно, повышает производительность экскаватора.

На экскаваторах с прямой лопатой применяют рукояти двух типов: однобалочные (внутреннего типа) и двухбалочные (внешнего типа). Однобалочная рукоять проходит внутри стрелы, а двухбалочная снаружи. Рукоять может совершать возвратно-поступательное движение в направляющих седловины напорного вала, а также поворачиваться вместе с седловым подшипником в вертикальной плоскости относительно напорного вала. Конструкция рукояти определяет конструкцию напорного механизма. В экскаваторах, которые выпускались в СССР, при однобалочной рукояти применяли канатный напорный механизм, а при двухбалочной применяли кремальерный напорный механизм.

Стрела прямой лопаты выполнена в виде сварной конструкции из листовой стали. Тип рукояти определяет конструкцию стрелы. Стрела бывает двухбалочной при однобалочной рукояти и однобалочной при двухбалочной рукояти.

В верхней части стрелы смонтированы на подшипниках блоки, через которые проходит канат подъема ковша и стрело-подъемный канат. Нижним концом (пятой) стрела пальцами крепится к поворотной платформе и может поворачиваться при изменении ее угла наклона. В средней части стрелы расположен напорный вал.

2.2.2 Экскаватор с обратной лопатой

Это оборудование, предназначенное для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора при рытье котлованов, траншей, выемок. Экскаватор с обратной лопатой (рис. 3) состоит из ковша, стрелы, рукояти и двуногой стойки. Ковш закреплен жестко к рукояти, шарнирно присоединенной к верхнему концу стрелы. При подтягивании каната рукоять поворачивается против часовой стрелки, ковш врезается в грунт (положение I; положения II и III соответствуют транспортному положению и выгрузке грунта из ковша).

Рис. 3. Схема работы экскаватора с обратной лопатой:

1 - ковш; 2 - тяговый канат; 3 - стрела; 4 - дополнительная стойка; 5 - подъемный канат; 6 - рукоять.

В гидроприводах экскаваторов применяются насосы постоянной производительности шестеренного и лопастного типа (с давлением 12 МПа, 16 МПа) и поршневые с давлением до 30 МПa а также насосы переменной производительности, преимущественно аксиально-поршневые.

Насосы с постоянной производительностью просты по устройству, но не обеспечивают полного использования мощности двигателя на всех режимах. Насосы переменной производительности обеспечивают более рациональный и устойчивый режим работы экскаваторов.

Производительность и технологические схемы работы одноковшовых экскаваторов. Производительность одноковшовых экскаваторов определяется многими факторами: конструкцией машины, уровнем организации производства земляных работ, состоянием и качеством грунта и забоя, квалификацией машиниста и техническим состоянием машины.

2.2.3 Экскаватор драглайн

Драглайн рабочее оборудование экскаватора, предназначенное для разработки грунта ниже уровня стоянки машины с ковшом, подвешенным на канатах непосредственно к стреле. Драглайн может копать только в направлении экскаватора. Глубина копания, высота выгрузки ковша и расстояние, на которое может быть заброшен ковш (радиус копания) драглайна, значительно больше, чем у экскаватора оснащенного рабочим оборудованием прямая и обратная лопата (рис 4).

Именно из-за таких характеристик драглайн используют для рытья больших котлованов и траншей, при разработке карьеров, мелиорации, а так же для отсыпки насыпей, в частности при строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.

Но у рабочего оборудования драглайн есть существенные недостатки. Подвеска ковша с помощью цепей и канатов достаточно гибкая, поэтому не обеспечивает большой точности копания и выгрузки. Погрузка грунта в транспортные средства с помощью драглайна затруднительна. Обычно выгрузка производится в отвал - откуда перегружается с помощью погрузчиком или экскаватором с рабочим оборудованием другого типа. К недостаткам можно отнести большую продолжительность рабочего цикла и более низкое, по сравнению с гидравлическими типами оборудования, усилие копания.

Работает драглайн следующим образом. Ковш опускают на дно котлована или траншеи, а затем подтаскивают его к экскаватору тяговым канатом, при этом ковш наполняется срезаемым грунтом. Затем загруженный ковш поднимают подъемным канатом, одновременно поворачивая платформу к месту разгрузки ковша. После разгрузки ковша поворачивают платформу со стрелой к котловану и одновременно опускают ковш. Стрела драглайна сварная, решетчатой конструкции, что уменьшает ее массу и дает возможность делать ее более длинной, чем стрелы прямой и обратной лопат, применяя ковш той же емкости. За счет удлинения стрелы увеличиваются радиус действия экскаватора и высота выгрузки. Стрела состоит из двух соединенных болтами частей, нижняя из них уширена к пяте стрелы и шарнирно закреплена в проушинах поворотной платформы. Длина стрелы может быть увеличена за счет дополнительных вставок между верхней и нижней частями стрелы. При удлинении стрелы применяют ковш меньшей емкости. Во время работы драглайном угол наклона стрелы обычно устанавливают в пределах от 30 до 45 градусов.

Драглайн обеспечивает необходимое усилие копания только в том случае, если в начале хода ковш углубиться в грунт. Поэтому для работы с твердыми грунтами необходимо их разрыхление в зоне заглубления ковша.

2.3 Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом

Эти экскаваторы представляют собой многомоторные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический объемный привод (рис 5).

Рис. 5. Экскаватор с гидравлическим приводом:

1 - опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6, 8, 9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста.

экскаватор лопата драглайн

Параметры гидравлических экскаваторов регламентированы ГОСТ (30067-93) «Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные». По сравнению с механическими гидравлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее количество основных и вспомогательных движений рабочего оборудования, что значительно расширяет их возможности.

3. Машины непрерывного действия

Экскаваторы непрерывного действия предназначены для отрывки траншей и каналов в грунтах I ? IV групп как в городских, так и в полевых условиях. Это землеройные машины на гусеничном или пневмоколесном ходу самоходного, полуприцепного и прицепного типов, которые при своем поступательном движении во время работы разрушают грунт с помощью группы непрерывно движущихся по замкнутому контуру ковшей, скребков или резцов, отрывают позади себя продольную выемку определенных размеров и одновременно эвакуируют грунт в сторону от нее (в отвал или транспортные средства) с помощью конвейера, ротора или шнека.

3.1 Многоковшовые экскаваторы

Различают два типа экскаваторов непрерывного действия: цепные и роторные. Рабочим органом цепных экскаваторов является одно или двухрядная бесконечная цепь, огибающая наклонную раму и несущая на себе ковши, скребки или резцы. У роторных экскаваторов рабочий орган жесткий ротор, или колесо с ковшами или скребками, вращающееся на роликах.
В зависимости от условий работы и трудоемкости разработки грунтов скорости передвижения экскаватора и движения рабочего органа подбираются такими, чтобы независимо от глубины траншеи обеспечивалось расчетное наполнение ковшей.

По типу рабочего органа цепные экскаваторы делятся на одноцепные, снабженные резцами и скребками, и двухцепные, между ветвями которых укреплены ковши или скребки с резцами.

3.1.1 Скребковые экскаватор

Скребковые одноцепные экскаваторы (рис 6 а) предназначены для отрывки траншей прямоугольного профиля шириной 0,14 0,4 м, глубиной до 1,7 м в однородных (без каменистых включений) грунтах I ? III групп. Производительность таких экскаваторов составляет 60 80 м3/ч.

Скребковые двухцепные экскаваторы (рис 6 б) используют для рытья траншей прямоугольного и трапецеидального сечений глубиной до 3,5 м, шириной по дну до 1,1 м и поверху до 2,8 м в талых грунтах I ? III групп с включением камней диаметром до 0,2 м и в мерзлых грунтах с глубиной промерзания до 1,2 м. Разработка грунта ведется режущими элементами скребкового типа и транспортирующими заслонками. Для отрывки траншей трапецеидального профиля на рабочем органе экскаватора устанавливают активные цепные откосообразователи. Грунт отделяемый цепями от целика, обрушивается на дно траншеи, откуда выносится на поверхность транспортирующими заслонками. Для разработки мерзлых грунтов устанавливается сменное рабочее оборудование? ковшовая цепь с зубьями-клыками. Поднятый наверх скребками (ковшами) грунт выгружается на поперечный ленточный конвейер и отводится им в сторону от траншеи (до 3 м). Производительность двухцепных экскаваторов до 220 м3/ч.

3.1.2 Роторные экскаваторы

Данный вид экскаваторов представлен на (рис 6 в) они разрабатывают траншеи различного сечения в грунтах I ? IV групп с включением камней диаметром до 0,3 м, а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1,5 м. Ширина траншей поверху до 3,2 м, понизу до 2,1 м, глубина до 2,5 м.

Рис 6 Экскаваторы непрерывного действия:

а) ? скребковый одноцепной: 1 ? отпал; 2 ? трактор; 3 ? цепной рабочий орган; 4 ? механизм подъема? опускания рабочего органа; 5 ? шнек; 6 ? резцы; 7 ? скребок; 8 ? зачистной башмак;

б) ? скребковый двухцепной: 1 ? силовая установка; 2 ? управление; 3 ? гидропривод; 4 ? трансмиссия; 5 ? механизм подъема и опускания рабочего органа; 6 ? конвейер; 7 ? лоток; 8 ? рабочий орган;

в) ? роторный: 1 ? тягач; 2 ? рама для монтажа рабочего оборудования; 3, 4 ? механизмы подъема и привода; 5 ? конвейер; 6 ? ковш; 7 ? ковшовый ротор.

Во время поступательного движения трактора и вращательного движения ротора ковши с зубьями непрерывно разрабатывают, поднимают на поверхность и выгружают грунт на ленту поперечного конвейера. Размеры траншей определяются шириной ковшей и степенью заглубления в грунт ротора. Для образования откосов с крутизной до (1:.0,25) в талых грунтах экскаваторы оборудуются пассивными ножевыми откосниками, в мерзлых грунтах? активными фрезерными уширителями.

Производительность роторных экскаваторов до 1200 м3/ч.
Экскаваторы-каналокопатели работают по тому же принципу, что и роторные. В отличие от роторных они способны отрывать каналы с пологими откосами (до 1:.1,5) при ширине понизу до 2,5 м, глубине до 3 м.
До установки экскаватора непрерывного действия на трассу необходимо выполнить планировочные работы. Ширина спланированной полосы должна быть не меньше ширины гусеничного хода экскаватора, предназначенного для рытья траншеи.

После планировочных работ и разбивки оси траншеи рытье траншеи, как правило, начинают со стороны низких отметок продольного профиля (для удобства водоотлива) и ведут навстречу уклону, при этом отвалы грунта, вынутого из траншеи, следует размещать с одной стороны выемки (преимущественно с нагорной) для защиты вырытой траншеи от стока поверхностных вод и возможности выполнения последующих монтажных работ с другой стороны.

3.1.3 Фрезерные экскаваторы

Фрезерный экскаватор - землеройная машина, предназначенная для разработки плотных и мерзлых горных пород слоями с поверхности массива. Фрезерный экскаватор разрушает горную породу фрезерным рабочим органом, грузит её на конвейер и передаёт через разгрузочную консоль в транспортные средства во время своего движения по фронту работ (рис. 7).

Фреза представляет собой горизонтально расположенную цилиндрическую конструкцию шириной до 3,5 м с резцами. При вращении фрезы резцы разрушают массив на глубине 0,1-0,35 м. Производительность фрезерного экскаватора 100-2500 т/ч. Экскаватор оборудован приборами для контроля толщины разрабатываемого слоя и величины пропластков, что позволяет его эффективно использовать для селективной выемки горных пород.

Рис. 7. Фрезерный экскаватор: 1 - кабина управления; 2 - фреза; 3 - разгрузочная консоль конвейера.

Системой индексации (маркировки) машин называется принцип, который заложен в структуру индекса (марки), обозначающего тот или иной экскаватор и отражающего его основную характеристику. Ранее в индексы, применявшиеся для обозначения отечественных экскаваторов, закладывалась только емкость его основного ковша. Например, Э-652Б экскаватор с ковшом емкостью 65 декалитров (0,65 м3), модель 2, вторая модернизация (Б). По старой системе индекс не давал представления ни о типе ходового устройства экскаватора, ни об исполнении рабочего оборудования, что весьма важно для характеристики машины и ее эксплуатационных возможностей. Кроме того, определение размера (класса) одноковшового экскаватора только по емкости одного из применяемых на этой машине ковшей неопределенно и приводит к неправильному представлению о возможностях машины. Это в еще большей степени относится к гидравлическим экскаваторам, у которых емкость ковшей, применяемых на одной и той же машине, может отличаться в два и более раза.

Размер экскаватора, от которого зависят его рабочие параметры, производительность и т. п., определяется совокупностью ряда факторов, нормируемых ГОСТом. При этом параметром, наиболее полно (по сравнению с остальными) характеризующим размер гидравлического экскаватора, является масса машины, определяющая ее устойчивость и возможность эффективного использования ковшей данных емкостей на соответствующих вылете, глубине или высоте. В основу действующей системы индексации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в основном в зависимости от эскплуатационной массы экскаватора. Емкости используемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориентировки.

Эксплуатационной массой называется масса экскаватора с полной заправкой топливом и рабочей жидкостью гидропривода (без машиниста). Новая система индексации одноковшовых универсальных экскаваторов (ЭО) предусматривает структуру индекса машины. Четыре основные цифры индекса означают по порядку их расположения: первая -- размерную группу, вторая -- тип ходового устройства, третья -- исполнение рабочего оборудования и четвертая -- порядковый номер данной модели. Буквы (А, Б, В) обозначают очередную модернизацию данной машины, а также ее специальное климатическое исполнение (ХЛ, Т, ТВ). Например, индексом ЭО-3322А обозначают экскаватор одноковшовый универсальный 3-й размерной группы на пневмоколесном ходовом устройстве с жесткой (шарнирно-рычажной) подвеской рабочего оборудования, 2-й модели, прошедший первую модернизацию.

Заключение

В данной работе была описана классификация экскаваторов, а также их разновидности. На основании данной классификации возможно сделать подбор экскаватора для определенного вида работ.

Также были рассмотрены одноковшовые экскаваторы с прямой и обратной лопатами, многоковшовые экскаваторы. Рассмотрена система индексации экскаваторов, что в дальнейшем поможет по индексу определить параметры экскаваторов.

Список использованной литературы

1. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации. - М.: Высш. шк, 2001.

2. И.И. Гальперин, Н.Г. Домбровский "Строительные машины", Москва, "Высшая школа", 1980.

3. Невзоров Л.А., Подзельский Г.Н., Романюха В.А. Строительные башенные краны. - М.: Высш. шк., 1986.

4. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: Учебное пособие. - М.: Издательский центр "Академия", 2005.

5. Машины и оборудование газонефтепроводов: учебное пособие / В.Г. Крец В.Г. А.В. Рудаченко, В.А. Шмурыгин. - Томск: Изд. ТПУ, 2013. - 375 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Определение линейных размеров и масс узлов экскаватора. Силовая установка и выбор привода двигателя. Расчет гидромеханизмов обратной лопаты. Производительность и себестоимость разработки грунта. Устойчивость экскаватора при оборудовании обратной лопатой.

курсовая работа , добавлен 13.05.2015


Классификация экскаваторов по назначению, узлам, механизмам. Область использования гидравлических одноковшовых экскаваторов, процесс их работы и описание гидравлической схемы. Подбор гидроцилиндра средней секции стрелы, расчет на смятие проушин и стержня.

курсовая работа , добавлен 11.06.2012


Конструктивные особенности одноковшовых экскаваторов. Области применения экскаваторов. Определение линейных размеров рабочего оборудования. Расчет основных параметров механизма передвижения. Основные пути повышения производительности экскаватора.

курсовая работа , добавлен 11.12.2014


Разработка выемок лобовым забоем экскаватором Э0-3322Б, оборудованным обратной лопатой. Технологическая схема разработки грунта экскаватором, его погрузка в автомобили-самосвалы. Схема работ экскаватора Э0-3322Б. Требования к качеству выполнения работ.

курсовая работа , добавлен 04.11.2010


Ознакомление с основами производства цепных экскаваторов, их назначением и классификацией. Рассмотрение принципа действия машины. Обзор зарубежных и отечественных аналогов. Описание конструкции гидравлических систем управления рабочим оборудованием.

дипломная работа , добавлен 16.08.2014


Экскаватор - выемочно-погрузочная машина цикличного действия, история его развития. Устройство и электрооборудование экскаватора ЭКГ 10. Производительность и технологические схемы работы одноковшовых экскаваторов, способы снижения динамических нагрузок.

курсовая работа , добавлен 21.12.2011


Предварительный выбор одноковшового экскаватора. Определение условий разгрузки ковша. Расчет забоев одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием "Обратная лопата" Э0–3322Д. Выбор монтажного крана. Этапы расчета производительности экскаватора.

курсовая работа , добавлен 21.06.2011


Исследование существующих конструкций экскаваторов. Анализ и разработка предложений по совершенствованию технологии, оборудования одноковшовых экскаваторов и технико-экономическое обоснование их эффективности по сравнению с существующими технологиями.

курсовая работа , добавлен 18.03.2013


Расчет усилий резания грунта и перемещения грунта. Тяговый расчет гусеничной машины. Производительность экскаватора. Гидросистема управления навесным оборудованием. Управление тормозами механизма передвижения. Возможные неисправности гидроцилиндров.

курсовая работа , добавлен 25.02.2015


Расчет и планирование технического обслуживания и ремонта одноковшовых экскаваторов. Расчет фактической наработки машины. Выбор рациональной формы и распределение объемов работ. Определение численности рабочих, количества оборудования и площадей.

Одноковшовый экскаватор - разновидность экскаватора, землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш разного кубического объёма, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счёт перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остаётся неподвижным - тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора. Это отличает экскаватор от скрепера и 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. По виду работ отмечают два основных типа экскаватора по направлению зуба ковша - обратная или прямая лопата. 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.

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.

По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности

· Полноповоротные

Схема полноповоротного экскаватора

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

Схема неполноповоротного экскаватора на шасси колесного трактора 1. Рама экскаватора, закреплённая на тракторе; 2. Поворотная колонка; 3. Стрела; 4. Рукоять; 5. Гидроцилиндр привода стрелы; 6. Гидроцилиндр привода рукояти; 7. Гидроцилиндр привода ковша; 8. Ковш в положении обратной лопаты; 9. Вариант установки ковша в положении прямой лопаты; 10. Сменный грузовой крюк; 11. Бульдозерный отвал; 12. Выносные опоры

Рабочее оборудование закрепляется на шасси с помощью поворотной колонки. На многих машинах подобного типа поворотная колонка монтируется на поперечных направляющих, что позволяет перемещать её вместе с рабочим оборудованием вправо-влево с последующей жёсткой фиксацией для более удобного положения рабочего оборудования. Поворот рабочего оборудования осуществляется на угол 45-90 градусов от начального положения. Двигатель, механизмы, кабина машиниста размещены на неповоротном шасси. В настоящее время неполноповоротными выполняются экскаваторы, навешиваемые на тракторы

По типу шасси

· Навешиваемые на тракторы

В качестве базового шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторное оборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме. Наиболее распространёнными являются экскаваторы, навешиваемые на тракторы класса 1,4. Характерный объём ковша - 0,2-0,5 мі. Применяются для выполнения небольших землеройных или погрузочных работ, чаще всего при ремонте инженерных сетей. Конструкция рабочего оборудования позволяет оперативно переставлять ковш для работы прямой или обратной лопатой. Ковш может заменяться грейфером, грузовыми вилами или крюком. Для привода используется двигатель базового трактора. Привод рабочего оборудования гидравлический. Благодаря относительно высокой скорости хода могут оперативно прибывать к месту выполнения работ, расположенных на расстоянии 20-30 км от места базирования. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоваться также для выполнения транспортных и бульдозерных работ.

· На автомобильном шасси

В качестве базового шасси используется грузовой автомобиль, чаще всего повышенной проходимости. Обладают высокой скоростью перемещения. Применяются в случаях, когда требуется высокая мобильность: в военном деле (инженерные войска, дорожные войска), при выполнении спасательных операций, при строительстве дорог, очистке каналов. Рабочее оборудование - преимущественно - обратная лопата. Выпускаются экскаваторы с телескопической стрелой и поворотным ковшом, позволяющим оперативно переходить от прямой лопаты к обратной. Для привода может использоваться как двигатель базового автомобиля, так и отдельный двигатель, установленный на поворотной платформе.

· Пневмоколесные

Экскаваторы имеют собственное специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами. Выполняются чаще всего полноповоротными. Для повышения устойчивости и предотвращения сползания при загрузке ковша имеют выносные опоры. Имеют скорость хода до 30 км/ч. Могут буксироваться грузовыми автомобилями со скоростью до 40 км/ч. Проходимость по слабым грунтам ограниченная. Выпускаются в широком диапазоне размерных групп - от микроэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 мі до тяжёлых колёсных экскаваторов - с объёмом ковша до 1,5 мі. В связи со спецификой выполняемых работ: разработка котлованов, траншей, планировочные работы - рабочее оборудование - преимущественно обратная лопата. Могут использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение при выполнении различных видов строительных и ремонтных работ.

Привод колёс шасси может осуществляться как от двигателя рабочего оборудования через механические или гидравлические передачи (гидромоторы), так и от отдельного двигателя.

· Гусеничные

Экскаватор DEMAG Bagger. Исполнение: прямая лопата. -- Один из самых крупных в своем классе гидравлический экскаватор

Экскаваторы имеют собственное специальное шасси с гусеничным движителем. Выполняются полноповоротными. Обладают высокой проходимостью и малым удельным давлением на грунт при большой массе. Могут работать на слабых и переувлажнённых грунтах, в том числе на торфоразработках. Имеют скорость хода 2-15 км/ч. К месту работ перевозятся тягачами на специальных прицепах.

Рабочий диапазон объёмов ковша весьма широк: от миниэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 мі до карьерных с объёмом ковша 10 мі. Имеются также особо тяжёлые карьерные гусеничные экскаваторы с объёмом ковша 26 мі производства фирмы DEMAG (Германия).

Рабочее оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн. Может использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение в строительстве и при добыче полезных ископаемых. Ряд моделей гусеничных и пневмоколёсных экскаваторов имеют унифицированную поворотную платформу и рабочее оборудование.

· Шагающие

Поворотная платформа с оборудованием шагающего экскаватора установлена на опорной плите. С поворотной платформой связаны лапы, которые при работе экскаватора подняты (не касаются грунта). При передвижении экскаватора лапы опираются на грунт. При этом опорная плита отрывается от грунта. Экскаватор передвигается на один шаг вперед (для некоторых моделей возможно движение назад). После этого лапы поднимаются и возвращаются в исходное положение. На шагающем ходу выпускают крупные карьерные экскаваторы с объёмом ковша 15 мі - 40 мі и вылетом стрелы до 65 м - 150 м. Рабочее оборудование - драглайн. Шагающими экскаваторами выполняются вскрышные работы (расчистка залежей полезных ископаемых от пустой породы), а также добыча полезных ископаемых и перемещение их в отвал (высотой до 40м). Погрузка полезных ископаемых шагающими экскаваторами в транспортные средства осуществляться не может.

· Железнодорожные

В качестве шасси экскаватора используется железнодорожная платформа. Применяются для ремонтных работ на железной дороге. Имеют объём ковша до 4 мі. Поворотная платформа и оборудование часто унифицировано с гусеничными экскаваторами.

· Плавучие

Рабочее оборудование (драглайн или грейферное) установлено на понтоне. Применяются для погрузочно-разгрузочных работ, добычи песка, гравия из водоемов, дноочистительных и дноуглубительных работ. От плавучих кранов, оборудованных грейферами, плавучие экскаваторы отличаются меньшей высотой и упрощённой конструкцией стрелы.

По типу двигателя

· Паровые экскаваторы

В качестве двигателя используется паровая машина. Были распространены в начале XX века. В настоящее время не выпускаются. Моментно-скоростные характеристики паровой машины и рабочего оборудования экскаватора хорошо согласовываются (паровая машина может развивать крутящий момент даже при заторможенном валу), что упрощает механические передачи.

· Экскаваторы с двигателями внутреннего сгорания

Наиболее распространённый тип. Экскаватор имеет собственный двигатель, чаще всего дизельный. Это обеспечивает автономность работы. Диапазон мощности двигателей, устанавливаемых на современные экскаваторы весьма широк (см. размерные группы).

Моментно-скоростные характеристики двигателя внутреннего сгорания и рабочего оборудования экскаватора не согласованы. В частности, двигатель внутреннего сгорания не может развивать крутящий момент при заторможенном коленчатом валу. Это требует применения на механических экскаваторах согласующих передач (муфт сцепления, редукторов, гидротрансформаторов). У гидравлических экскаваторов согласование обеспечивается гидравлическими передачами.

· Электрические экскаваторы

Для привода рабочего оборудования используеются электрические двигатели, получающие энергию от внешней сети или от собственного дизель-электрического агрегата. Электрический привод с питанием от внешней сети применяется для карьерных экскаваторов. Такие экскаваторы экономичны и не загрязняют атмосферу карьера. Электрический привод с питанием от собственного дизель-электрического агрегата применяется в плавучих экскаваторах. Как и паровая машина, электрический двигатель развивает крутящий момент при заторможенном якоре, поэтому электрическому экскаватору не нужны сложные механические передачи.

Экскаваторы, работающие во взрывоопасной среде (в шахтах) первичного двигателя не имеют. Их гидравлическое оборудование питается жидкостью высокого давления от внешней маслостанции.

По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

· С групповым механическим канатным приводом (механические)

Тяговое усилие к рабочим органам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками. Привод лебёдок осуществляется от двигателя экскаватора посредством механических передач (зубчатых, цепных, фрикционных, червячных).

Универсальный экскаватор с механическим приводом оборудуется трехбарабанной лебёдкой. Стреловой барабан лебёдки используется для привода (подъёма и опускания) стрелы. Подъёмный барабан используется для подъёма ковша (или возврата рукояти при работе обратной лопатой). Тяговый барабан используется для подтягивания ковша к экскаватору (при работе драглайном, обратной лопатой). При работе прямой лопатой тяговый барабан связан с механизмом напора рукояти.

Механический канатный привод широко применялся на экскаваторах в прошлом. В современных моделях его применение сокращается по следующим причинам:

• · экскаваторы с механическим канатным приводом имеют сложную конструкцию и содержат большое число быстроизнашивающихся изделий (накладки фрикционов, ленты тормозов, канаты).
• · канатный привод обеспечивает ограниченное число независимых перемещений элементов рабочего оборудования;
• · канатный привод технически сложно сделать автоматизированным;
• · канатный привод не обеспечивает полной фиксации элементов рабочего оборудования в заданном положении.

На современных моделях канатный механический привод применяется только для драглайна или грейфера.

· С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)

Тяговое усилие к рабочим органам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками. Привод каждой лебёдки и вспомогательных механизмов осуществляется индивидуальным электрическим двигателем. Такой привод применяется на тяжёлых карьерных (в том числе и шагающих) и промышленных экскаваторах.

· С гидравлическим приводом

В экскаваторах с гидравлическим приводом (гидравлические экскаваторы ) усилие на элементах рабочего оборудования создается гидроцилиндрами и гидродвигателями. Двигатель экскаватора приводит во вращение гидравлический насос, создающий давление рабочей жидкости в напорной магистрали гидросистемы. Через систему гидрораспределителей полостигидроцилиндров (гидродвигателей) соединяются с рабочей или сливной магистралями гидросистемы, что обеспечивает перемещение рабочего оборудования. В нейтральном положении (при запертых полостях гидроцилиндров) положение рабочего оборудования фиксируется. Для транспортировки экскаватора с помощью буксира предусмотрена возможность перевода гидроцилиндра стрелы и гидромотора механизма поворота в нейтральный транспортный («плавающий») режим.

В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.

Если строитель хочет приобрести, например, 7-тонный гусеничный экскаватор, стоит ли ему ограничивать поиск разделом «компактного оборудования»? Не факт, поскольку разные производители по-разному подразделяют гусеничные экскаваторы на классы по массе. Некоторые относят к классу «мини» машины до 6 т, другие определяют границу «мини-техники» выше этого уровня. Поэтому 7-тонный гусеничный экскаватор может находиться и в разделе «компактной техники», и в разделе обычных «стандартных» машин либо именоваться с приставкой «миди».

Япония славится своими экскаваторами. И действительно, их там используют шире, чем где-либо. Кажется, японец и в своем огороде не станет копать лопатой даже небольшую яму – он использует для этого крошечный экскаватор, больше похожий на детскую игрушку.

Компания Hitachi придерживается стандарта, согласно которому до 6 т – это мини-экскаваторы, 6…18 т – малый средний класс, 18…40 т – средний класс, свыше 40 т – большой класс.

Довольно похожее деление ассортимента гусеничных экскаваторов и у другого японского производителя – Komatsu. К «мини» компания относит машины до 6 т, к средним – от 13 до 40 т и свыше 40 т – тяжелый класс. Линейка у Komatsu очень большая, но далеко не все модели могут поставляться на российский рынок, поэтому в таблице указаны модели, актуальные именно для России. Линейка колесных экскаваторов Komatsu состоит из пяти моделей, но на российский рынок поставляют только три из них, относящиеся к среднему классу.

Пока еще не столь известная в России японская компания Takeuchi специализируется на мини-технике. И не удивительно, что лишь один ее экскаватор относится к классу средних: это модель ТВ 1140 массой около 14 т. Остальные девять моделей, в числе которых и одна колесная машина, компания относит к классу «мини» (до 8 т).

Несмотря на то, что первый в мире экскаватор появился в Соединенных Штатах, сегодня большинство «американских» экскаваторов производят в Японии на заводах Sumitomo, Kobelco, Mitsubishi. Это и Case-New Holland, и Caterpillar, и др. Тем не менее деление на классы у американских компаний несколько отличается от японских.

Caterpillar делит свои экскаваторы на четыре класса: «мини» (до 12 т), малые (12…20 т), средние (20…35 т) и большие (свыше 35 т). Однако деление это исключительно внутреннее, что связано с особенностями производства: сложно представить 5-тонный экскаватор на одной сборочной линии с 50-тонным. Покупателям экскаваторы Caterpillar представляются без какого-либо деления, поскольку специалисты компании справедливо считают, что потребителю важны конкретные эксплуатационные характеристики машины, а не ее весьма условная принадлежность к какому-либо классу.

Подобным образом и Case относит машины массой до 12 т к классу «мини» или «компактным», от 12 до 18 т – к «малым», 18…40 т – к «средним», свыше 40 т – к «большим».

New Holland входит в одну корпорацию с Case, однако она классифицирует свои машины иначе: масса до 5 т – это «мини», 5…12 т – «миди», т. е. средние, и свыше 12 т – «тяжелые» экскаваторы (heavy line).

Компания Terex подобно New Holland позиционирует свои гусеничные экскаваторы массой до 5 т как «мини», 5…13 т – средний класс и класс свыше 13 т не имеет наименования, т. е. относится к «стандартным», или «полноразмерным».

Gehl производит линейку из 12 экскаваторов массой от 1,7 до 11,5 т, которые все отнесены к классу «компактных». Экскаваторы Gehl пока не поставляют в Россию, но еще в 2009 г., возможно, появятся первые модели, и тогда нашим потребителям предстоит вплотную вникнуть в их «классовую принадлежность».

У американской Ассоциации производителей оборудования (АЕМ) разработана классификация, по которой экскаваторы массой до 6 относятся к классу «мини», от 6 до 11 т – к «среднему», а свыше 11 т – к классу «стандартных», но, как мы видим, многие компании придерживаются собственной классификации, а то и вовсе используют деление на классы лишь для «внутреннего пользования».

Экскаваторы-«корейцы» тоже ведут происхождение из Японии, однако «классовое» деление у них не является копией классификации какой-либо японской компании.

Hyundai подразделяет свои экскаваторы по двум параметрам – по массе машины и вместимости ковша. Таким образом, существуют классы «мини» – до 8 т и до 0,4 куб.м, «средний» – 11…50 т и 0,4…4 м 3 , «большой» – свыше 50 т и от 4 м 3 . Следует заметить, что и некоторые другие компании наряду с массой обязательно указывают вместимость ковша при обозначении класса экскаватора, например, Komatsu.

Корейский производитель Doosan отчетливо делит свои гусеничные экскаваторы лишь на «мини» – до 6 т и стандартные – от 8 до 50 т, не выделяя «средних» и «тяжелых».

И конечно, рассмотрим наиболее близких нам европейских производителей. Обширный ассортимент экскаваторов компании JCB подразделяется на компактные массой от 800 кг до 8 т и стандартные массой от 7 (!) до 46 т. Компактные в свою очередь подразделяются на «микро», «мини» и «миди».

Иная градация у компании Volvo Construction Equipment: малые (0…9 т), средние (9…30 т) и большие (30…70 т).

Liebherr тоже делит свои экскаваторы своеобразно: к малому классу относятся машины до 19 т, к стандартному – 20...40 т, далее идет большой класс 40...90 т и остальные, от 90 до 800 т – «майнинг» (горнодобывающие или карьерные).

Как известно, в нашей стране разработан ГОСТ 30067–93 (с исправлениями от 01.01.1996 г.), в соответствии с которым строительные экскаваторы массой до 71 т делятся на 6 классов. Это деление отличается от всех иностранных классификаций.

Один из лидеров отечественного экскаваторостроения ОАО «Тверской экскаватор» выпускает 8 различных колесных и гусеничных машин, которые согласно ГОСТ 30067–93 можно отнести к 3-му (10…18 т) и 4-му (18…32 т) классам по эксплуатационной массе.

Из таблицы видно, что свои экскаваторы массой примерно до 5,5 т все компании именуют «мини» и «компактный», особой путаницы здесь нет. А вот дальше, массой от 5,5 до 20 т вперемешку встречаются и «мини», и «компактный», и «малый средний», и «средний» со «стандартным». Например, некоторые «компактные» модели Gehl оказываются тяжелее, чем, скажем, «средние» экскаваторы Terex или New Holland, а высшая модель класса «мини» у Takeuchi оказывается потяжелее иных «средних» и «малых средних» моделей других фирм.

В градации массой от 20 до 35 т относительное единообразие «средних» и «стандартных» моделей.

Примерно с 35 до 50 т также вперемешку идут наименования «средний», «стандартный», «большой» и «тяжелый». Компактная (миди) модель JCB 8080 оказывается тяжелее «стандартной» JCB JS70, а «стандартная» модель JCB JS460 оказывается в компании «больших» и «тяжелых» моделей других производителей, тогда как некоторые «тяжелые» модели New Holland оказываются легче «малых» Caterpillar или Case.

Только по моделям массой после 50 т наступает почти полное «единодушие» в классификации – все экскаваторы «большие» и «стандартные».

Выводы. «Хоть горшком назови, только в печку не ставь» – гласит русская пословица. Иначе говоря, важно не название, а то, как вещь используют. В отношении экскаваторов это совершенно справедливо.

Практически все ведущие производители по-разному классифицируют свои экскаваторы. У кого-то классификация построена исключительно на эксплуатационной массе машин, у других она сложнее – учитываются особенности конструкции. Многие указывают вместе с массой и вместимость ковша. Всегда выделяются модели «с уменьшенным радиусом вылета противовеса» или «заднего свеса», с узкой ходовой частью и с удлиненной стрелой, с резиновыми гусеницами и т. д.

А вот специалисты Liebherr, например, обязательно учитывают грузоподъемность экскаватора, причем оценивают ее по двум точкам: при вылете 3 м и высоте 6 м и наоборот – при вылете 6 м и высоте 3 м. Они считают, что этот универсальный параметр отражает и вместимость ковша, и мощность гидросистемы машины.

Деление на классы часто производится исходя из технологии производства – экскаваторы разных типоразмеров собирают разные заводы или цехи. Разумеется, при таком «внутреннем» использовании наличие конструктивных особенностей наподобие укороченного свеса или удлиненной стрелы не учитывается. Порой деление на классы производится исходя из налоговых или иных законодательных ограничений либо для того, чтобы «обойти» патенты.

Более того, данные о делении экскаваторов на классы у многих компаний очень противоречивы – дилеры называют одно, на сайте указывается другое и т. д. Очевидно, что многие компании не придают этому вопросу большого значения, что, в общем, справедливо – не так важно, к какому классу относится экскаватор. Важнее то, какие у него возможности. Поэтому с точки зрения потребителя надо выбирать машину по конкретным эксплуатационным характеристикам, но это тема совсем другой статьи!

*Стоимость владения за месяц, поделенная на 176, плюс текущие эксплуатационные расходы.
Источник: EquipmentWatch.com.

Некоторые специалисты считают, что при классификации надо учитывать и транспортабельность экскаваторов. Мини-экскаваторы можно попросту разместить на небольшом прицепе, который буксирует автомобиль-пикап или 1…2-тонный грузовик. Чтобы перевезти экскаватор малого класса, потребуется самое малое трехосный седельный тягач с 20-тонным удлиненным полуприцепом или 35-тонный низкорамный прицеп, однако специального разрешения на перевозку оформлять не придется. Для транспортировки экскаваторов среднего класса потребуются как минимум 50-тонный «низкорамник» и специальное разрешение, но не надо будет разбирать машину на части. Зато экскаватор, относящийся к большому классу, прежде чем перевозить, надо будет разобрать на части и даже на перевозку отдельных частей, возможно, придется оформлять разрешение.

Так что же это такое – средний экскаватор?!

Технические характеристики некоторых экскаваторов

Модель	Эксплуатационная масса, кг	Глубина копания, мм	Высота выгрузки, мм	Мощность двигателя, кВт	Класс
Takeuchi TB 108	830	1680	2030	7,1	Мини
JCB Micro 8008	950	1690	1980	9,2	Компактный (микро)
Gehl 153	1705	2380	2545	17,3	Компактный
New Holland E50 2SR	4730…4870	3590…3900	3680…4290	32	Мини
Komatsu PC50MR-2	4765…5255	3800…3900	4230…4495	29,4	Мини
Terex TC50	5000	3700	3594…3718	29	Мини
Hitachi ZX50U-2	5100	3860	4150…4380	30,5	Мини
Doosan Solar 55-V	5500	3796	н. д.	38	Мини
Terex TC60	5650	3800	3875…4010	37,9	Средний
Gehl 603	5700	4140	3995	42,5	Компактный
Komatsu PC60-7	6300	4100…4690	5015…5420	40	Мини
Hitachi ZX70LC	6400…6700	4170…4670	5060…5500	41	Малый средний
New Holland E70 SR	6700…7050	4100…4520	5120…5430	41	Средний
JCB JS70	7300…8000	4140…4570	4735…5603	44	Стандартный
Hyundai R80-7A	7800	4150	7260	44,4	Мини
Takeuchi TB 175W	7905…8130	4080	6355	50	Мини
Doosan Solar 75-V	8000	4020	н. д.	39	Стандартный
New Holland E80 MSR	8010…8300	4380…4660	4780…5270	41	Средний
JCB 8080	8250	4230	4560	43	Компактный (миди)
Case CX80	8300	4200…4610	4370…4580	39,1	Мини
Volvo ECR88 Plus	8400…8600	4870	5120	43,8	Малый
Caterpillar 308C SR	8430	4140…4370	5090…5670	40,5	Мини
Hyundai R110-7A	11 200	5090	8070	66,3	Средний
11 520	4480	5893	74	Компактный
New Holland E115 SR	11 800…12 200	3550…4350	5570…6100	60	Тяжелый
Caterpillar 311C U	11 980	5040…5590	5450…5770	59	Малый
Case CX130	12 100…12 600	5160…6100	6500…7060	69	Малый
Terex TC125	12 500	4330…4870	5240…5820	69	Средний
Komatsu PC130-7	12 600	5115…6015	5905…6535	66	Средний
Volvo EC140B	13 400…15 200	5880	6470	73	Средний
Terex TW140	13 800…15 900	4600…5700	5200…5700	77…83	Стандартный
Takeuchi TB 1140	14 230	4990…5492	5855	62,2	Средний
14 800	5200	5420	90,5	3
New Holland E135 SRL	16 000…16 200	5500…6010	7430…7660	63	Тяжелый
Case 988CK Plus	17 605…18 510	4750…6650	н. д.	92,5	Малый
Hitachi ZX180LCN-3	17 900	6580-6950	н. д.	91,6	Малый средний
Case CX180B	17 900	6040	6400…6710	89,4	Малый
ТВЭКС ЕТ-18	18 500	6000	6000	90,5	4
Liebherr R900C	18 500...21 100	5500...6300	6100...6400	88	Малый
Hitachi ZX200-3LC	19 800…20 400	6700…8200	6390…7410	124	Средний
Komatsu PC200-7	19 200…19 810	5380…6620	6630…7110	107	Средний
Caterpillar 319C LN	20 080	5490…6840	5930…6900	93	Малый
Caterpillar 320D	20 300	5710…7580	5830…7020	103	Средний
Liebherr R906	21 200...24 400	5950...6450	5800...6000	105	Стандартный
Case CX210B	21 500	6650	6840	117	Средний
Terex TC210LC	21 000…22 200	5430…7580	6690…7550	104	Cтандартный
Case CX240B	25 000	7420	9820…10 790	132	Cредний
Terex TC260LC	26 600	6130…7690	6500…8430	125	Ccтандартный
ТВЭКС ЕТ-26i	27 500	3720	10 300	132	4
Volvo EC290B LC	28 200…29 900	6830…8280	6690…7470	143	Cредний
Komatsu PC360-7	33 000	6355…8180	6595…7490	180	Cредний
Hitachi ZX350H-3LC	33 700…34 200	7400	7240	205	Cредний
34 200	8140	11 900	205	Cредний
Caterpillar 328D LCR	34 700	6370…7283	6908…7820	152	Cредний
Caterpillar 330D L	35 370…36 150	6170…8090	6410…7640	200	Большой
Volvo EC360B	36 500…38 400	6720…8200	6830…7520	184	Большой
Hitachi ZX400LCH-3	39 000	7300	н. д.	205	Средний
39 000...41 500	6500...8500	7000...7850	190	Стандартный
Komatsu PC400-7	41 400…42 250	6845…8445	7070…7715	259	Тяжелый
Volvo EC460B	44 300…46 300	6570…9150	6980…7870	228	Большой
JCB JS 460	45 100…46 800	6870…9000	7550…8460	228	Стандартный
Case CX460	46 600…48 100	6870…7570	7420…7890	270	Большой
Hitachi ZX450LC-3	46 700	7900	7030…9220	260	Большой
Hyundai R500LC-7A	48 800	7610	7755	263	Средний
Liebherr R954C	49 000...56 800	7100...8550	7100...7750	240	Большой
Doosan Solar 500LC-V	49 900	6280	н. д.	232	Стандартный
Hyundai R800LC-7A	82 320	8420	8240	385	Большой
Caterpillar 385C	84 130…86 550	7620…11 550	8060…11 200	390	Большой
Hitachi ZX870LCH ВЕ-3	84 600	7140	8130…8180	397	Большой

Экскаватор представляет собой землеройную машину, главными функциями которой являются разработка (иными словами – копание) грунта и его последующая загрузка в отвал либо в кузов того или иного транспортного средства, к примеру, самосвала. Экскаваторы стали высокоэффективной заменой рабочим-землекопам, успешно справившись с механизацией их непростого ручного труда и внеся весомый вклад в рост производительности земляных работ .

По количеству ковшей экскаваторы делят на одноковшовые и многоковшовые. Наиболее широкое применение в строительной сфере, при разработке месторождений и в ряде других отраслей человеческой деятельности находят одноковшовые модели экскаваторов, поэтому дальше речь пойдёт только о них.

К числу базовых элементов классического одноковшового экскаватора относят ходовое устройство 1, рабочее оборудование 2 и поворотную часть 3 (рисунок 1).

Рисунок 1. Элементарная схема одноковшового экскаватора

Функциями ходового устройства 1 являются передвижение машины и передача на грунт веса самого экскаватора, а также нагрузок, которые неизбежно появляются во время работы. Рабочее оборудование – целый комплекс узлов, обязательно включающий рабочий орган (им может быть не только обычный ковш, но и грейфер, крюк либо нечто иное) и отвечающий за функционирование последнего в зоне работы экскаватора.

Поворотная часть 3 включает:

• поворотную платформу (ей бывает отведена роль основания, где располагаются перечисленные ниже узлы);
• силовой агрегат (двигатель);
• рабочее оборудование;
• основные механизмы.

Применение экскаваторов

В наши дни ни одна стройка не обходится без применения тех или иных экскаваторов. Высокий уровень производительности, надежность, возможность реализации земляных работ даже в самых непростых условиях позволяют применять данные машины в разных сферах. Одноковшовые экскаваторы успешно применяют для:

• подготовки траншей и котлованов ;
• подготовки выемок, рытья каналов;
• возведения дамб;
• вскрышных работ;
• отсыпки насыпей с использованием боковых резервов;
• осуществления планировочных работ;
• дробления скальных пород;
• рыхления замерзшего грунта;
• погрузки и разгрузки различных материалов;
• очистки каналов во время их эксплуатации;
• обратной засыпки грунта;
• уплотнения грунта в пазухах и т.д.

Экскаватор можно брать на вооружение при разработке земли как выше уровня площадки, где он стоит на момент совершения работ, так и ниже рассматриваемого уровня.

Рисунок 2. С одноковшовым экскаватором можно легко организовать разработку грунта как выше, так и ниже уровня площадки, где он расположен

Экскаватор способен:

• эффективно функционировать в стесненных условиях,
• раскапывать грунт под слоем воды,
• осуществлять выгрузку выкопанной земли в кузов автомобиля,
• отсыпать его на большом расстоянии от точки разработки в отвал,
• осуществлять заключительную отделку уклона и поверхности стенок котлованов, траншей,
• с высокой точностью производить планировку горизонтальной плоскости строительных участков, дна котлованов.

Основное рабочее оборудование экскаваторов

Одноковшовый экскаватор может быть укомплектован основным (которое пускается в ход непосредственно для копания грунта) либо дополнительным рабочим оборудованием, водружаемым на базовую машину для реализации иных операций.

Прямая лопата

Основным рабочим оборудованием, которое пускают в ход при разработке грунта выше площадки, где находится экскаватор, является прямая лопата. При подобной конструкции экскаватора ковш закреплен на рукояти, которая устанавливается на стреле шарнирно. Ну а последняя шарнирно закрепляется на поворотной платформе, о которой уже шла речь ранее.

Рисунок 3. Гусеничный экскаватор с прямой лопатой во время выполнения своих непосредственных функций

В течение эксплуатации экскаватора с прямой лопатой грунт копается в направлении от машины. Данное рабочее оборудование гарантирует максимальное усилие копания грунта и наибольшую производительность (благодаря снижению до минимума числа операций, реализуемых за один цикл копания). Наиболее логичным привлечение к работе рассматриваемых здесь землеройных машин выглядит при погрузке грунта и сыпучих материалов, а также при разработке месторождений полезных ископаемых.

Классический цикл функционирования экскаватора с прямой лопатой, продемонстрированный на рисунке ниже, включает в себя ряд операций.

1. 1. Загрузка ковша, совершаемая посредством поворота рукояти относительно стрелы. При этом положение ковша относительно рукояти и положение стрелы относительно шасси остается таким, же, каким было.
2. 2. Поворот платформы совместно с рабочим оборудованием после завершения загрузки. Далее ковш направляется к пункту разгрузки. В данный временной промежуток положение ковша относительно поворотной платформы остается прежним.
3. 3. Подъем стрелы. Данная операция, предшествующая разгрузке ковша, производится с целью увеличения погрузочной высоты.
4. 4. Разгрузка ковша. На гидравлических моделях экскаваторов совершается путем поворота ковша относительно рукояти (то есть обычным опрокидыванием), а на механических – путем открывания дна ковша.

Рисунок 4. Четрые этапа рабочего цикла экскаватора типа «прямая лопата»

Обратная лопата

Обратной лопатой оборудуются экскаваторы, проектируемые для разработки грунта ниже уровня площадки, где находится машина. В ситуации с рабочим оборудованием этого типа копание грунта осуществляется в направлении к экскаватору, то есть иначе, нежели при функционировании машины с прямой лопатой. Гидравлические модели экскаваторов, «вооруженные» обратной лопатой, обладают способностью вести разработку грунта не только ниже, но и выше уровня, на котором находится базовая машина, однако делают это с меньшей производительностью, если сравнивать с прямой лопатой.

Рисунок 5. В деле мини-экскаватор с обратной лопатой

Цикл работы данных экскаваторов отличается у моделей с разным приводом. Для примера рассмотрим основные его этапы (показаны на рисунке ниже) для гидравлических машин, имеющих независимый привод рукояти, стрелы и ковша.

Рисунок 6. Основные этапы рабочего цикла экскаватора типа «обратная лопата»

1. 1. Заглубление стрелы в выемку. В то же самое время выполняется позиционирование рукояти экскаватора.
2. 2. Загрузка ковша его поворотом относительно рукояти;
3. 3. Выглубление стрелы.
4. 4. Поворот рукояти и ковша во избежание высыпания набранного грунта (совершается синхронно с выглублением стрелы).
5. 5. Поворот платформы с базирующимся на ней рабочим оборудованием.
6. 6. Разгрузка грунта.

Грейфер

При подготовке узких котлованов большой глубины, а также для погрузки и выгрузки грунта и других материалов в дело вступают экскаваторы, в которых роль рабочего органа отводится грейферу. Рабочим органом данного типа могут комплектоваться и механические, и гидравлические экскаваторы. У вторых грейфер обычно занимает место на рукояти, заменяя ковш (его челюсти при этом имеют гидропривод). В случае с механическими экскаваторами конструкция включает канаты, на которых подвешивается грейфер.

Рисунок 7. Экскаватор с грейфером в работе

Сменные рабочие органы

При необходимости реализации всевозможных специфических задач на экскаватор в качестве замены традиционному ковшу может быть установлено такое сменное рабочее оборудование, как:

• гидравлический молот (гидрорыхлитель),
• корчеватель пней,
• манипуляторный захват,
• крановое оборудование,
• ковши для производства дренажных работ,
• отвалы и мн.др.

Рисунок 8. Навесное оборудование современных экскаваторов

Огромное распространение в наши дни получили экскаваторы с гидромолотом, которые хорошо проявляют себя при рыхлении замерзшего грунта, дроблении на части негабаритных кусков горных и других твердых пород, взламывании старых асфальтных покрытий, оснований зданий, уплотнения грунта. Привод от насосов гидравлической системы базовой машины гарантирует оптимальное потребление установленной мощности и уменьшение эксплуатационных затрат.

Рисунок 9. Экскаватор с гидравлическим молотом

Перед тем как начать корчевать пни с помощью экскаватора, вместо ковша на нем ставится челюстной захват. Установка манипуляторного захвата на место основного рабочего оборудование позволяет с максимально возможной эффективностью использовать экскаватор для совершения монтажных и демонтажных работ.

Рисунок 10. Экскаватор с манипулятором в процессе реализации работ по демонтажу старой постройки

Отличия полноповоротных экскаваторов от неполноповоротных

Все модели экскаваторов принято делить на два типа: полноповоротные и неполноповоротные. В первом случае поворотная платформа, укрепленная на шасси с использованием опорно-поворотного устройства (далее – аббр. ОПУ) и служащая базой для установки рабочего оборудования, приводов, силового агрегата и кабины машиниста экскаватора, может поворачиваться относительно ОПУ по часовой стрелке и против на нее на любой желаемый угол.

Рисунок 11. Пример конструкции экскаватора полноповоротного типа

Говоря о второй группе экскаваторов (машины неполноповоротного типа), надо отметить, что здесь рабочее оборудование, держащееся на шасси с помощью поворотной колонки, способно поворачиваться лишь на ограниченный угол (находится в пределах не более 90 градусов) от начального положения. При этом двигатель, кабина и механизмы находятся на неповоротном шасси.

Рисунок 12. Пример неполноповоротного экскаватора на базе колесного трактора

Классификация экскаваторов в зависимости от типа шасси

Одной из наиболее популярных классификаций экскаваторов одноковшового типа является подразделение на несколько групп исходя из типа базового шасси.

Экскаваторы на базе трактора

В данном случае роль шасси исполняет трактор, обычно пневмоколесный. Неполноповоротное рабочее оборудование бывает размещено сзади (либо, в редких случаях, сбоку) базового трактора, на предусмотренной для этих целей раме. Как правило, такие экскаваторы «экипируются» ковшами объемом порядка 0,2-0,5 куб. метров. В нашей стране большое распространение получили тракторы с навесным экскаваторным оборудованием МТЗ. Эти машины отличаются высокой скоростью движения и компактными размерами, благодаря чему они могут легко перемещаться в общем транспортном потоке, следуя к пункту выполнения землеройных работ.

Рисунок 13. Экскаватор на базе трактора

Экскаваторы на автомобильном шасси

Нередко в роли шасси применяются грузовые машины, зачастую обладающие повышенной проходимостью. Безусловно, такой экскаватор отличается высокой скоростью передвижения, а потому эффективно проявляет себя в тех ситуациях, когда имеет место необходимость в высоком уровне мобильности, будь-то военное дело, проведение спасательных операций или, к примеру, расчистка каналов. В подавляющем большинстве случаев рабочим оборудованием машин этого типа выступает обратная лопата.

Пневмоколесные экскаваторы

Характерной особенностью этой разновидности землеройных машин является наличие собственного колесного шасси с обычными пневматическими шинами. На рынке представлены как крошечные модели, оснащенные ковшом объемом 0,04 куб. метра, так и солидные 20-тонные машины с ковшом, рассчитанным на 1,5 куб. метра. Как правило, экскаваторы на таком шасси могут набирать скорость до 30 км/ч и в большинстве своем относятся к числу «габаритных» (то есть на них можно перемещаться по обычным автодорогам без получения какого-то особого разрешения). За счет использования пневмоколесного движителя такая спецтехника не наносит повреждения асфальтному покрытию, однако по той же причине обладает невысокой проходимостью по слабым грунтам. Именно этим и обусловлено широкое распространение данных экскаваторов главным образом в населенных пунктах при проведении работ общестроительного характера.

Экскаваторы на гусеничном шасси

Такие машины по ряду эксплуатационных характеристик и сферам применения по сути являются полной противоположностью рассмотренным выше пневмоколесным экскаваторам. Минимальная скорость передвижения (в большинстве случаев не превышающая 12-15 км/ч) и недопустимость перемещения по асфальтному покрытию (в противном случае последнее неизбежно получит повреждения), обуславливают возможность транспортировки такой спецтехники при помощи машин-тягачей и прицепов особой конструкции.

Тем не менее, необходимо упомянуть о существовании малогабаритных моделей гусеничных экскаваторов, которые нередко комплектуются гусеницами, имеющими резиновые накладки, позволяющими данной технике перемещаться на малые дистанции без угрозы разрушения асфальтобетонного покрытия автомобильных дорог. В свою очередь, достоинством гусеничного движителя является то, что такие экскаваторы, даже будучи очень тяжеловесными и крупногабаритными (масса отдельных экземпляров составляет от 80 и более тонн), оказывают сравнительно невысокое удельное давление на грунт, а потому могут использоваться для проведения работ даже на торфяниках.

Прочие модели экскаваторов

Помимо широко распространенных вариантов исполнения экскаваторов, перечисленных выше, существуют и другие специфичные типы экскаваторных шасси, которые встречаются сравнительно редко. Например, особо крупногабаритные карьерные модели экскаваторов с огромными ковшами (объемом от 15 куб. метров и выше) перемещаются при помощи шагающего механизма. Громоздкая машина передвигается в нужном направлении, опираясь по очереди на опорную плиту и лапы.

Рисунок 14. Шагающие модели экскаваторов обладают более чем солидными габаритами

Экскаваторы, которые проектируются специально для выполнения ремонтно-строительных работ на железной дороге, также имеют особое шасси, в роли которого используется железнодорожная платформа. При необходимости добычи песка либо гравия со дна рек, озер, очистки дна водоемов и увеличения глубины последних к работе привлекаются плавучие экскаваторы, в которых рабочее оборудование размещается на базе понтона.

Силовые агрегаты, устанавливаемые на экскаваторах

В наши дни для выполнения земляных работ используются одномоторные и многомоторные модификации экскаваторов. В первом случае все механизмы землеройной машины имеют привод от одной силовой установки, а во втором каждый из механизмов (либо их группа) получает энергию от отдельного двигателя. Чаще всего экскаваторы оснащаются дизельными двигателями, обеспечивающими полностью автономное функционирование машин.

Иногда для приведения в действие рабочего оборудования используются электродвигатели, получающие питание от внешней электросети либо дизельного генератора, который размещен на базе экскаватора (обычно такой способ электропитания применяется на плавучих моделях). Такие модели экскаваторов отличаются экономичностью, не загрязняют воздух.

Классификация экскаваторов в зависимости от привода рабочего оборудования

Экскаваторы с гидроприводом

В большинстве своем современные экскаваторы оборудуются гидравлическим приводом. В этом случае для создания необходимого усилия на рукояти, стреле, ковше предусмотрены гидравлические двигатели и гидроцилиндры. Гидронасос, на котором лежит ответственность за поддержание нужного давления рабочей жидкости в соответствующей магистрали, получает крутящий момент, необходимый для его вращения, от двигателя экскаватора.

Механические экскаваторы

В наши дни групповой механический привод, предусматривающий передачу усилия от силовой установки к рабочим органам с помощью канатов, приводимых в движение от лебедки, используется лишь на драглайнах и грейферных экскаваторах. При этом сама лебедка работает от двигателя экскаватора, получая крутящий момент через зубчатую, червячную, цепную либо фрикционную передачу. На обычных экскаваторах механический привод сегодня практически не используется, что обусловлено рядом факторов:

• сложность конструкции, сопряженная с применением значительного количества быстроизнашивающихся деталей;
• ограниченное количество независимых перемещений узлов рабочего оборудования;
• сложность исполнения автоматизированного механического канатного привода;
• невозможность обеспечения абсолютной фиксации деталей рабочего оборудования в желаемом положении.

Электромеханические экскаваторы

Существует и еще одна категория экскаваторов, в которых, как и в описанном выше случае, для передачи тягового усилия к рабочим органам применяются канаты (цепи), движущиеся за счет лебедки. Отличие тут кроется в том, что для вращения барабана каждой лебедки применяется отдельный электромотор. Этот привод получил применение на массивных карьерных и промышленных экскаваторах.

Основные современные производители экскаваторов

Говоря о компаниях, являющихся лидерами на рынке одноковшовых экскаваторов, стоит выделить такие бренды, как Komatsu, Volvo, JCB, Caterpiilar, Daewoo, Hitachi, Liebherr, Hyundai Robex, Orenstein & Koppel, New Holland Kobelco, Doosan Infracore. Бесспорно, наиболее крупным мировым производителем экскаваторов на сегодня является компания Caterpillar , главный офис которой располагается в США. Сегодня модельный ряд техники, созданной специалистами данной компании, включает в себя:

• всевозможные модификации гидравлических экскаваторов (начиная с мини-экскаваторов, обладающих весом менее тонны, средних, тяжелых и заканчивая крупнейшим на планете 980-тонным гидравлическим экскаватором модели 6090S, объем ковша которого равен 59 куб. метрам);
• электрические модели тросовых экскаваторов с рабочим оборудованием типа «прямая лопата», комплектуемые ковшами объемом от 6,9 до 61,2 куб. метра;
• драглайны, оснащаемые ковшами от 32 до 132,5 куб. метра.

Под маркой Komatsu на рынок поставляются высокопроизводительные гусеничные экскаваторы разных размеров, колесные экскаваторы-погрузчики, оборудованные суперсовременными гидравлическими системами, мощными силовыми установками с турбонаддувом и объемными ковшами. Шведский производитель Volvo утверждает, что машины именно этой марки отличаются максимальной эффективностью. Пути достижения последней компанией были выбраны традиционные: увеличение размеров рабочей зоны, использование дизельных моторов с повышенным крутящим моментом и уменьшенной токсичностью отработанных газов, автоматизация выбора режимов разработки грунта.

Рисунок 15. Японская машиностроительная компания Komatsu Limited осуществляет выпуск высокопроизводительных экскаваторов

Одноковшовые экскаваторы сравнительно недавно появились в ассортименте британской компании JCB . Однако, несмотря на пока довольно короткую историю производства подобной техники, компании удалось занять свою нишу в соответствующем сегменте рынка. Продукция JCB является ярчайшим примером сотрудничества японских и европейских поставщиков. Экскаваторы, выпускаемые под данным брендом, оборудуются двигателями Isuzu и гидравлическим оборудованием от Sumitomo.

Конструкторам компании Daewoo, преуспевшей в различных отраслях, удалось добиться серьезных преимуществ перед предприятиями-конкурентами по ряду направлений. Экскаваторы от этого производителя обладают повышенной скоростью вращения платформы, увеличенным вылетом стрелы. Параметры рабочей зоны подобраны таким образом, чтобы машина могла с должной эффективностью выполнять возложенные на нее функции в стесненных условиях, что характерно для населенных пунктов.

Линейка оборудования Hitachi включает в себя малые, средние и большие экскаваторы на гусеничном и колесном ходу, а также модели, которые проектировались специально для разработки скальных и других тяжелых грунтов, производства работ в труднодоступных местах, при выполнении демонтажных и дноуглубительных работ. Новинки модельного ряда экскаваторной техники Hitachi комплектуются двигателями с сажевым фильтром, оснащенные инновационными системами рециркуляции отработанных газов. Все это обеспечивает максимальную чистоту выхлопных газов, отвечающую самым высоким мировым стандартам.

Рисунок 16. Гусеничный экскаватор Hitachi в процессе работы

Известный немецкий производитель спецтехники Liebherr осуществляет выпуск гидравлических экскаваторов, сочетающих в себе самые последние достижения инженерной мысли. Среди отличительных особенностей данной техники можно выделить гидрообъемный привод у гусеничных моделей, автоматическую КПП с переключением передач под нагрузкой у пневмоколесных экскаваторов, 4 стандартных режима работы для максимальной эффективности разработки грунта в любых условиях.

Что касается отечественных производителей, то здесь можно выделить такие компании, занимающиеся выпуском экскаваторов, как ЗАО «Тверской экскаватор» и АО «ТЯЖЭКС». Многие модели тверских экскаваторов оснащены отвалами, применяемыми для выравнивания участка и засыпания траншей. При покупке экскаватора клиент может заказать такие сменные рабочие органы, как гидроножницы, бревнозахват, 5-челюстной грейфер, гидравлический молот, фрезерная головка и т.д. АО «ТЯЖЭКС» на сегодня является ведущим российским поставщиком тяжелой техники для земляных работ. Компания поставляет на рынок 6 модификаций экскаваторов 5-й и 6-й размерных групп с 2-хпоточным гидравлическим приводом и мощными силовыми агрегатами ярославского завода.

Рисунок 17. Пневмоколесный представитель модельного ряда экскаваторов ОАО «Тверской экскаваторный завод»

Сдаёте технику в аренду?

Вы здесь: Главная → Библиотека → Публикации

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.

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

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.