Навесные одноковшовые экскаваторы. Устройство и работа.

Чаще всего одноковшовый экскаватор применяется для выполнения земляных работ на строительстве и разработке добычи полезных ископаемых. Это машина периодического действия. Ее главным параметром считается вместительность ковша (в кубометрах). И все потому, что ковш — это главный рабочий орган землеройной машины. Но не стоит забывать, что существует и многоковшовый экскаватор, который также применим в специфических ситуациях как на больших стройках каналов, так и карьерных работах. Благодаря экскаватору удалось существенно, в десятки раз повысить скорость добычи полезных ископаемых открытым способом и строительных работ.

По ГОСТу 17343-83 индексация одноковшовых экскаваторов новых моделей включает 4 цифры, которые говорят о:

• размерной группе машины (всего 8 позиций);
• типе ходовой системы (гусеницы или колесное шасси);
• виде подвески;
• порядковом номере модели.

Модели, выпущенные до 1970-х гг., обозначаются индексом, в котором прописаны: номинальная вместительность ковша, порядковый номер модели и ее модернизации. А буквы ЭО означают «экскаватор одноковшовый».

Главные показатели для машин с одним ковшом

Важные технические характеристики землеройной машины:

• максимальные высота и глубина копания;
• наибольший радиус производства работ;
• наибольшая возможная высота загрузки.

Чаще всего на строительных работах представлены машины, оснащаемые ковшом объемом 0,15-4,0 кубометра. На территории СПГ чаще всего выполняется разработка грунта одноковшовыми экскаваторами 4 и 5 групп (обладают вместительностью ковша 0,65 и 1 м³). Предприятия выпускают отдельные версии экскаваторов с полной автоматизацией некоторых производственных процессов.

На любой аппарат можно установить такие виды рабочего оборудования, как:

• обратную лопату;
• прямую лопату;
• грейфер;
• драглайн.

Это оборудование позволяет одноковшовой машине:

• разрабатывать;
• перемещать;
• грузить и укладывать грунт.

Одноковшовые экскаваторы делают универсальными, оснащая различными видами сменного оборудования, дающего возможность автоматизировать многие процессы, например, зачищать дно выемок или дробить большие валуны. В некоторых случаях специальные насадки позволяют уплотнять грунт на откосах или разрыхлять мерзлую почву.

Технические характеристики

Основная характеристика экскаваторов – тип выполняемых работ. Одни машины способны легко справиться с тяжелым грунтом, горными породами, другие – предназначены для погрузки сыпучих материалов.

Важно также обращать внимание на следующие технические характеристики земельных машин:

• Вариант платформы. Колесная или самоходная техника, гусеничная – подходит для мягких грунтов.
• Режим работы техники: периодический или непрерывный.
• Тип двигателя: электрический или дизельный. Чаще всего второй вариант, дающий возможность переезжать с одного объекта на другой при наличии колес.
• Емкость и подвид ковша. Он может оснащаться острой кромкой, зубьями и другими спецэлементами для выполнения определенных видов работ.
• Эксплуатационная масса и габариты спецтехники. Для работы в условиях ограниченного пространства необходима малогабаритная техника. На стройплощадках и в карьерах применяют мощную и производительную спецтехнику.
• Скорость хода техники. Измеряется в км/час.

Также обращают внимание на характер применяемого навесного оборудования. Учитывается какие инструменты можно установить, их размер, конфигурации, грузоподъемность предназначение.

Важны среди технических характеристик и функциональные возможности. К ним относят высоту выгрузки, радиус поворота, глубину, ширину копания, продолжительность рабочего цикла, режущие усилия.

Показатели размера, мощности и объема ковша

К важным техническим характеристикам экскаватора относят размер, массу спецтехники, мощность двигателя и полезный объем ковша в м³. В таблице представлены несколько моделей с ключевыми параметрами:

В таблице указан геометрический объем ковша. При работе с грунтом техника способна забирать больше материалов на 15-30%, чем указанные параметры.

Использование дополнительного обвеса для землеройных машин

Дополнительное рабочее оборудование одноковшового экскаватора позволяет очень аккуратно производить съем грунта для высокоточных планировочных работ, разрабатывать траншеи для инженерных коммуникаций, подавать материалы, грузы (выступая в роли погрузчика или крана).

Чтобы получать выемки различных конфигураций и размеров, используются профильные ковши.

Чтобы выполнить задачи по технологии «стена в грунте», вместе с землеройной машиной используют особое штанговое оборудование.

Чтобы разрыхлить мерзлый или очень плотный грунт, одноковшовые экскаваторы оснащаются гидромолотом или зубом-рыхлителем. Для погрузки и удаления крупных камней со стройплощадки на экскаваторах может применяться дополнительное спецоборудование, например, захватно-клещевое навесного типа.

Разработку грунта с помощью экскаватора выполняют только строго позиционно. Площадка, где работает землеройная техника, разрабатывается массив грунта и паркуются самосвалы, называется забоем. Забой имеет строго отведенное, отдельное место для отвала разработанного грунта. После выполнения поставленной задачи экскаватор перемещают на новое место.

Лучшие модели колесных экскаваторов

Volvo EW60C

Данная модель относится к компактным экскаваторам, он будет незаменим в местах с ограниченным пространством. Хоть и устройство имеет небольшие габариты, но он поразит любого своей производительностью и оптимальными характеристиками. «Volvo EW60C» имеет мощный двигатель, благодаря этому он с легкостью передвигается даже по наклонной поверхности.

Для выбора режима работы имеется поворотный переключатель. Так же есть переключатель для контроля над оборотами двигателя и подбора оптимальных условий для выполняемой работы.

Кабина оператора имеет все условия для создания комфорта во время эксплуатации. Так же кабина устроена таким образом, что у оператора имеется обзор во всех направлениях. Все переключатели располагаются эргономично, так оператор может до них легко дотянуться и не совершать лишних движений.

Эксплуатационная масса составляет 5,7 тонны, при этом его мощность – 40 кВт. Объем ковша равен 0,07-0,19 куб.м.

• Плавная работа;
• Полный обзор;
• Комфортабельная кабина.

• Небольшая грузоподъемность.

Volvo EW205D

Данная модель колесного экскаватора прекрасно справится с землеройными работами как на дорогах, так и в бездорожье. «Volvo EW205D» имеет режим ECO, благодаря которому будет проходить экономный расход топлива и при этом не пострадает производительность. Стоит отметить, что производитель предусмотрел несколько вариантов рабочих режимов, в зависимости от поставленных задач. Оператор может один из режимов: холостой ход, крановые, основные или тяжелые работы, или максимальная мощность. Имеется возможность автоматического отключения двигателя, в том случае, когда техника не эксплуатируется. Для этого только необходимо задать определенное время.

«Volvo EW205D» имеет отличную гидросистему и систему для разделения потока. Благодаря этому упрощается управление, повышается экономия топлива и сокращается время циклов. Так же стоит отметить, что данная модель имеет жесткую надстройку и крепкую ходовую часть, благодаря этому работу на такой технике можно совершать в любых условиях. Имеются и аутригеры, и бульдозерный отвал, с их помощью без страха можно выполнять погрузочные или любые другие виды работ.

Производитель не забыл и о комфорте оператора. Для контроля над работой техники и количеством топлива установлен цветной ЖК-монитор. Сиденье имеет большое количество регулировок, подогрев, а так же пневмоподвеску. Есть 14 отверстий для вентиляции, с помощью которых происходит быстрый нагрев или охлаждение кабины.

Масса «Volvo EW205D» составляет около 20 тонн. При этом максимальная грузоподъемность равна 6,5 тонны, а максимальная скорость – 36 км/ч.

• Экономичный расход топлива;
• Высокая производительность;
• Цветной монитор, отображающий все необходимые параметры;
• Комфортные условия для оператора.

Hunday D140W-9S

Данное мощное землеройное устройство может применяться для рытья котлованов, выравнивания участков, может легко справиться со скальными или мерзлыми грунтами.

«Hunday D140W-9S» имеет дизельный двигатель «Cummins» от американского производителя, мощность которого равна 87 кВт. Имеется функция прогрева, а так же защита от повторного запуска. Работы в городской черте не доставят неудобств окружающим, поскольку мотор имеет низкий уровень шума. Управление рукоятью, стрелой и навесным оборудованием будет плавным и точным благодаря улучшенной системе гидравлики. Когда гидравлическая система не используется, то автоматически сокращается подача жидкости, что существо экономит расход топлива. Для увеличения производительности, предусмотрена функция автоматического поворота стрелы и тележки. Стоит отметить наличие системы оптимизации мощности. С ее помощью можно не только эффективно решать поставленные задачи, но и контролировать процесс работы техники и следить за всеми показателями.

Эксплуатационная масса «Hunday D140W-9S» составляет 13,7 тонны. Объем ковша равен 0,58 куб.м.

• Экономичный расход топлива;
• Базовая комплектация включает стандартный, траншейный и планировочный ковши;
• Может развивать скорость до 40 км/ч;
• Не создает много шума при работе.

• Имеет небольшой радиус копания на уровне земли.

Liebherr A920 Litronic

Если желаете иметь производительную, мощную и в то же время экономичную технику, то «Liebherr A920 Litronic» станет оптимальным приобретением. Параметры производительности позволяют применять данное устройство в любой сфере.

«Liebherr A920 Litronic» имеет быстрые рабочие циклы, что увеличит скорость выполнения работы. При этом рабочие узлы будут иметь плавный ход и сочетать высокую точность, благодаря улучшенной гидравлической системе. Так же имеются специальные клавиши, при помощи которых оператор устанавливает рабочий режим, подходящий для определенных условий.

«Liebherr A920 Litronic» имеет четырехцилиндровый двигатель. В двигателе имеется турбонагнетатель с охлаждением воздуха, что обеспечивает высокую производительность и при этом экономит топливо.

Для увеличения возможностей имеется большой выбор сменного оборудования. А чтобы сократить время для их замены предусмотрены быстросменные системы. Не стоит оставлять без внимания сдвоенные шины, которые создают устойчивость, даже без наличия дополнительных опор. Для улучшения обзора оператора имеется камера заднего вида, а для работы в темное время суток – прожектор.

Эксплуатационная масса равна 20 тонн. Объем ковша составляет 0,55-1,2 куб.м

• Большая грузоподъемность;
• Управление с помощью сенсорного дисплея;
• Просторная кабина;
• Система защиты от перегрузки.

• Нет информации о максимальной скорости передвижения.

JCB JS160W

Данная модель землеройной техники подходит для выполнения любых услуг, связанных с раскопкой грунта и подъему груза. Данную модель отличает высокая грузоподъемность и оптимальная имеет усиленные мосты, а отвалы и стабилизаторы сделаны с расчетом, что работа будет проходить в сложных условиях. Поворотная платформа имеет коробчатую конструкцию, она устойчива к ударным повреждениям, а так же снижает нагрузку.

«JCB JS160W» имеет быстросъемную каретку для навесного оборудования. Кабина имеет гидравлическую систему подъема, что позволяет поднимать пост выше, чем у других моделей. Это качество обеспечит хороший обзор и большую безопасность.

«JCB JS160W» имеет несколько уровней мощности, в зависимости от поставленной цели. Также у двигателя имеется новая система охлаждения, оптимизирующая работу вентиляторов, что снижает уровень шума, и сокращает потребление топлива.

Стоит отметить, что данная модель экскаватора при эксплуатации не создает много шума, уровень шума не превышает 100 дБ, поэтому работать можно в любое время суток. А в кабине располагаются специальные подушки, которые так же снижают шум и вибрацию. Работа с рычагами плавная и легкая. Имеется кнопка повышения мощности, с помощью которой в кратчайший срок увеличивается гидравлическая сила. Для контроля над работой машины имеется цветной дисплей.

Эксплуатационная масса составляет 17 тонн, при этом его мощность 92 кВт. Емкость ковша равна 0,9 куб.м.

• Высокая производительность;
• Комфортабельные условия;
• Низкий уровень шума.

Как работает экскаватор

Каждый рабочий цикл одноковшового экскаватора включает совокупность операций определенной очередности:

• резка грунта и наполнение им ковша;
• поднимание ковша с набранной породой;
• поворачивание экскаватора вокруг оси к месту отвала породы;
• непосредственно отвал грунта из ковша;
• разворот экскаватора в обратную сторону;
• опускание ковша для повторения процедуры заполнения грунтом.

Одноковшовые экскаваторы (ЭО) должны рыть:

• котлованы и картеры;
• траншеи и выемки заданной геометрии;
• грузить грунт на самосвалы или отваливать в указанном месте.

Размеры выемки, которую может сделать одноковшовый аппарат с 1 стоянки, зависит от его параметров.

Планируя земляные работы, проектировщики должны расположить экскаватор так, чтобы минимизировать угол поворота с места загрузки ковша осадочной породой и до выгрузки его на отвал или в кузов грузовика. С учетом особенностей эксплуатации этой машины 70% всего ее рабочего времени приходится именно на поворот стрелы (сначала с грузом до грузовика или места отвала, а потом назад до места разработки), поэтому данный показатель стараются свести к минимуму, уменьшая рабочие часы и повышая эффективность использования.

ОДНОКОВШОВЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЭКСКАВАТОРЫ

Эти экскаваторы обладают преимуществами по сравнению с экскаваторами с механическим приводом. Так, гидравлический привод расширяет технологические возможности экскаваторов с различными видами рабочего оборудования. Например, при использовании обратной лопаты увеличивается заполнение ковша за счет больших усилий копания (так как сопротивление грунта копанию воспринимается через стрелоподъемные цилиндры массой всего экскаватора), что повышает производительность машины. Появляется возможность копания только поворотом ковша при неподвижной (относительно стрелы) рукояти, что позволяет выполнять работы, например, в городских условиях, т. е. в непосредственной близости от подземных коммуникаций, где требования к безопасности ведения работ часто вынуждают использовать ручной труд.

При использовании оборудования погрузчика достигаются близкая к горизонтальной плоскости движение режущей кромки ковша и большее его заполнение.

При использовании грейфера эффективность копания обеспечивается благодаря воздействию массы всего экскаватора.

Такой экскаватор успешно отрывает приямки, колодцы, а также перегружает длинномерные штучные грузы (например, бревна).

Имеются также экономические преимущества экскаваторов с гидравлическим приводом. Так, расширение номенклатуры сменного рабочего оборудования и их специфическая кинематика, а также независимое регулирование скоростей совмещаемых рабочих движений позволяют механизировать те работы, которые ранее выполнялись вручную.

Унификация элементов гидропривода создает реальные возможности для организации производства гидравлических экскаваторов и выпуска необходимых типоразмеров экскаваторов. Значительно уменьшается номенклатура запасных частей для эксплуатируемых экскаваторов и создается возможность применения агрегатного метода их ремонта, а следовательно, уменьшаются их простои и увеличивается время полезного их использования. За счет автоматизации управления повышается производительность экскаваторов, а вследствие автоматизации их привода экономятся энергетические ресурсы и повышается КПД машин.

Сокращение времени технического обслуживания машины позволяет уменьшить число обслуживающего персонала.

Основные технические характеристики гидравлических экскаваторов приведены в табл. 4 1.

Ниже рассмотрим примеры наиболее часто применяемых одноковшовых гидравлических экскаваторов.

Система индексации

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).

Некоторые из находящихся в эксплуатации до настоя­щего времени экскаваторы (например, Э-652Б, Э-304Б, Э-10011Д, Э-5015), не прошедшие модернизацию после введения новой системы индексации, сохранили еще индексы, присвоенные им по старой системе.

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 раза и более.

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 его устойчивость и возможность эф­фективного использования ковшей данных вместимостей на соответствующих вылете, глу­бине или высоте.

В основу действующей системы индек­сации экскаваторов заложена размерная группа машин, которая определяется в ос­новном в зависимости от эксплуатацион­ной массы экскаватора. Емкости исполь­зуемых ковшей (диапазон которых может изменяться по мере совершенствования конструкции) приведены для ориенти­ровки.

Новая система индексации одноковшо­вых универсальных экскаваторов (ЭО) пре­дусматривает структуру индекса машины, показанную на рисунке 8. 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.

Неполноповоротный экскаватор ЭО-2621В-3. Этот экскаватор (рис. 7.6), относящийся ко 2-й размерной группе, предназначен для механизации земляных и погрузочных работ небольших объемов. Его монтируют на пневмоколесном тракторе ЮМЗ-6КЛ или МТЗ-80. Эта машина предназначена для разработки грунтов I…IV групп и погрузки сыпучих и мелкодробленых материалов. Машина оборудована рабочим оборудованием двух видов: экскаваторным и бульдозерным. Всего же машина может быть оснащена 22 видами сменного рабочего оборудования и рабочих органов.

Основной рабочий орган экскаваторного оборудования — ковш 0,25 м3 прямой и обратной лопаты. Кроме того, экскаватор может быть оснащен погрузочным ковшом 0,5 крановой подвеской, вилами, телескопической рукоятью, грейфером, обратной лопатой со смещенной осью копания, гидромолотом, зубом-рыхлителем, захватом, буровым оборудованием, профильным и специальными ковшами.

Рис.7.8. Структура индекса одноковшовых универсальных экскаваторов

Ковшом обратной лопаты отрывают небольшие котлованы, ямы с отвесными стенками, траншеи для подземных коммуникаций, неглубокие каналы. Профильным ковшом очищают мелиоративные каналы.

Ковшом прямой лопаты разрабатывают мелкие забои, расположенные выше уровня стоянки машины, производят зачистные работы в котлованах, погрузку сыпучих и мелкокусковых материалов.

Решетчатым ковшом грузят крупнокусковые материалы.

Ковшом грейфера отрывают колодцы, очищают траншеи и каналы, грузят различные материалы и породы.

Погрузочный ковш используют для легких зачистных работ и погрузки мусора, снега и других материалов.

Крановую подвеску применяют на погрузке и разгрузке штучных грузов, на укладке трубопроводов и установке столбов.

Вилами пользуются при погрузке.

В передней части трактора устанавливают бульдозерное оборудование, которое используют для засыпки траншей, очистки дорог, сгребания строительного мусора. Его можно применять для работы с грунтами до II группы включительно.

Таблица 7.1 – Технические характеристики одноковшовых гидравлических экскаваторов

Гидромолот и зуб-рыхлитель используют для вскрытия асфальтового покрытия. Кроме того, зубом-рыхлителем можно взламывать корку мерзлого грунта толщиной до 300 мм. Гидромолотом вскрывают также бетонные покрытия, дробят бутовые камни и мерзлый грунт. Гидромолотом, оборудованным трамбовочной плитой уплотняют насыпные грунты.

Обратной лопатой со смещенной осью копания отрывают траншеи вблизи зданий и сооружены. Узкие траншеи для прокладки кабеля отрывают специальным ковшом. С помощью захвата, грузят бревна и другие штучные материалы. Буровым оборудованием отрывают шурфы различного диаметра на глубину до 2 м.

1 – топливный бак; 2 – бак рабочей жидкости; 3 – кабина машиниста; 4 – рычаг управления; 5 – гидрораспредилитель; 6 – гидроцилиндр стрелы; 7 – гидроцилиндр рукояти; 8 – стрела; 9 – рукоять; 10 – гидроцилиндр ковша; 11 – ковш; 12 – рычаг; 13 – выносная опора; 14 – гидроцилиндр опоры; 15 – поворотная колонна; 16 – насосная установка; 17,18 – рамы; 19 – гидроцилиндр отвала бульдозера; 20 – рама отвала; 21 – отвал бульдозера.

Рис. 7.6 Экскаватор ЭО-2621В-3.

В отличие от предыдущих моделей на экскаваторе ЭО-2621В-3 установлен новый унифицированный ковш 0,25 м3 прямой и обратной лопат, который имеет более рациональную конструкцию. Этот ковш более жесткой конструкции днище его не открывается; существенно повышена, долговечность. Угол поворота ковша увеличивается за счет применения шестизвенного механизма,

Для улучшения рабочих параметров машины особенно с основным оборудованием «обратная лопата», применена удлиненная рукоять, что позволило увеличить такой важный показатель, как глубина копания, с 3,5 до 4,15 м.

С целью повышения срока службы рабочего оборудования на гидроцилиндре ковша установлен разгрузочный клапан.

Устойчивость экскаватора при работе возросла за счет введения гидрозамков в конструкцию гидроцилиндров выносных опор и отвала бульдозера.

Для обеспечения надежной работы усилена металлоконструкция бульдозерного оборудования.

Рабочее оборудование монтируют на рамах 18 (см. рис. 7.6) и 20, крепление которых выполнено таким образом, чтобы разгрузить остов трактора. Бульдозерный отвал 21 с помощью гидроцилиндра 19 можно устанавливать на разной высоте. Кроме основного назначения, отвал выполняет также роль противовеса. Для повышения устойчивости экскаватора в работе к раме 18 крепят выносные опоры 13. С помощью двух гидроцилиндров 14 опоры опускают на грунт, а во время движения машины поднимают вверх.

На раме 17 смонтированы также поворотная колонна 15 и механизм поворота экскавационного рабочего оборудования, состоящего из стрелы 8 рукояти 9 и ковша 11. Каждой из этих сборочных единиц управляют с помощью одного (стрела и ковш) или двух гидроцилиндров (рукоять). Жидкость к этим гидроцилиндрам подают под давлением от насосной установки 16. Запас рабочей жидкости для гидросистемы находится в баке 2.

Машиной управляют путем перемещения золотников гидрораспределителя 5. Сиденье машиниста может быть повернуто на 180°. При одном его положении машинист управляет трактором во время передвижения, а при другом — работой экскаватора. Для удобства обслуживания топливный бак 1 вынесен в переднюю часть трактора.

Замену рабочего оборудования машинист выполняет в течение часа с помощью крана грузоподъемностью до 0,25 т. При отсутствии подъемных средств для перемонтажа необходимо участие второго рабочего.

Системой привода полностью определяются производительность машины, качество выполнения земляных работ, рациональное совмещение ; рабочих операций, максимальное использование ; мощности силовой установки.

На отечественных экскаваторах наиболее распространена двухпоточная система привода, в которой рабочая жидкость от двух или трех насосов (секции насоса) подается в две напорные линии. В экскаваторах имеются две гидравлические системы с одним общим баком.

Рабочее оборудование устанавливают на поворотном корпусе колонны.

Ковш 4 (рис, 7.7, а) крепят посредством пальца посредствам кольца 3 и через тяги 2 соединяют с гидроцилиндром 1. Так же монтируют на рукояти ковши 5, 6 и 7 и зуб-рыхлитель 8. При монтаже вилочного захвата вилы крепят неподвижно на рукояти болтами, а захват устанавливают шарнирно на оси 3 рукояти.

При переоборудовании на прямую лопату (рис. 7.7, б) ковш 4 располагают зубьями наружу и закрепляют на нижней вилке рукояти тягами. Штоки гидроцилиндров 12 закрепляют в нижнем отверстии рукояти. Таким же образом монтируют ковши 13,14 и 15.

Перед установкой грейфера отсоединяют рукава гидроцилиндра 1 ковша, штоки гидроцилиндров 12 и саму рукоять. Снимают рукоять вместе с ковшом и гидроцилиндром ковша. Рукоять 17 (рис. 7.7, в) грейфера соединяют со стрелой пальцем 16. Штоки цилиндров рукояти закрепляют на проушине рукояти. Головку 22 присоединяют к рукояти пальцем 21.

На головке устанавливают две челюсти 24, перемещающиеся двумя гидроцилиндрами 23. Рабочая жидкость подводится по трубопроводам 18 и рукавам 19 и 20. Вместо ковша грейфера с зубьями можно смонтировать на рукояти грейферные вилы 25 или ковш 26 без зубьев.

После каждой замены проверяют работу оборудования на холостом ходу в течение 5 мин.

Полноповоротные экскаваторы 3-й размерной группы большей частью выпускают на пневмоколесном ходу.

Основное рабочее оборудование для таких экскаваторов — обратную лопату в зависимости от категории разрабатываемого грунта можно оснащать сменными ковшами. При оснащении обратной лопатой экскаваторы используют для рытья котлованов, траншей и ям. Поворотный ковш обеспечивает хорошие условия копания грунта и выгрузки его в отвал и

транспортные средства. Кроме обратной лопаты, экскаваторы оборудуют погрузчиком, грейфером, прямой лопатой и ковшами различной формы для специальных земляных работ.

Для полноповоротных экскаваторов наиболее распространена двух поточная система привода с насосами регулируемой подачи. Для экскаваторов 3-й и 4-й размерных групп целесообразно применять сдвоенные аксиально-поршневые насосы с суммирующим регулятором мощности. Такие насосы выпускают в едином агрегате с раздаточным редуктором для привода насосов.

Использование насосов регулируемой подачи по сравнению с насосами постоянной подачи позволяет уменьшить мощность для привода насосной установки, а также снизить потери энергии на дросселирование и нагрев рабочей жидкости.

Универсальный одноковшовый экскаватор ЭО-3323 (рис. 7.8) предназначен для разработки котлованов, траншей, карьеров в грунтах I … IV групп, погрузки и разгрузки сыпучих материалов, разрыхленных скальных пород и мерзлых грунтов (размер кусков не более 200 мм), а также других работ.

а – обратная лопата; б – прямая лопата; в – грейфер; 1 – гидроцилиндр ковша; 2 – тяги; 3 – ось; 4 – унифицированный ковш обратной и прямой лопат; 5 – узкий ковш; 6 – профильный ковш; 7 – специальный ковш; 8– зуб-рыхлитель; 9,10 – болты; 11 – вилочный захват; 12 – гидроцилиндр рукояти; 13 – погрузочный ковш; 14 – решетчатый ковш; 15 – ковш для зерна; 16, 21 – пальцы; 17 – рукоять; 18 – трубопровод; 19, 20 – рукава; 22– головка грейфера; 23 – гидроцилиндр ковша грейфера; 24 – челюсть ковша грейфера; 25 – грейферные вилы; 26 – ковш без зубьев.

Рис. 7.7 Рабочие органы различных видов рабочего оборудования экскаватора ЭО-2621В-3

Рабочее оборудование обратной лопаты: стрела моноблочной конструкции, основная и удлиненная рукояти и сменные рабочие органы. К последним относятся: ковш 0,5 м3 для работы с основной и удлиненной рукоятями (разрабатывает грунты I…IV групп), ковш 0,63 м3 (грунты I…IV

групп) и ковш 0,8 м3 (грунты I…IV групп) для работы с основной рукоятью.

Рабочее оборудование прямой лопаты: стрела, рукоять и сменные рабочие органы — ковш 0,63 м3 (грунты I…IV групп) и погрузочный 1,2 м3 (материалы плотностью до 1,4т/м3).

Рабочее оборудование гидромолота состоит из элементов оборудования обратной лопаты (моноблочной стрелы и рукояти), на которые навешивается рабочий орган со сменными наконечниками (для рыхления мерзлых грунтов, дробления камней и взламывания дорожных покрытий).

Рис. 7.8 Гидравлический пневмоколесный экскаватор 3-й размерной группы ЭО-3323 с оборудованием «обратная лопата»

В качестве силовой установки принят дизельный двигатель Д-240 с прямым электрозапуском (или Д-240Л с электрозапуском пускового двигателя) и насос, соединенный фрикционной муфтой сцепления. Муфта позволяет запускать двигатель при отключенном насосе.

По сравнению с ранее выпускавшимися экскаваторами типа ЭО-3322 на экскаваторе ЭО-3323 существенно повышена производительность благодаря увеличению вместимости ковшей и повышению усилий на их режущей кромке. Максимальное давление в гидросистеме повышено до 25 МПа против 17,5 МПа у прежних машин..

Цельнометаллическая шумотеплоизолированная кабина экскаватора ЭО-3323 оборудована отопителем, зеркалом заднего вида, стеклоочистителем, противосолнечным козырьком, огнетушителем, аптечкой, термосом. Сиденье машиниста подрессорено, его положение регулируется. В кабине установлен пультом сервоуправления основными механизмами экскаватора.

Составные части экскаватора, размещенные на поворотной платформе, закрыты капотом, состоящим из съемных блоков, имеющих откидные дверцы и панели для облегчения доступа к системам и механизмам экскаватора при техническом обслуживании и текущем ремонте.

Гусеничные экскаваторы 3-й размерной группы. К этой группе относятся экскаваторы ЭО-3122 на нормальном ходовом устройстве тракторного типа и ЭО-3221 на уширенно-удлиненном ходовом устройстве, которые унифицированы с пневмоколесным экскаватором ЭО-3323.

Экскаватор ЭО-3122 (рис; 7.9, а) имеет полностью унифицированную с

экскаватором ЭО-3323 поворотную часть за исключением рулёвого устройства, которое на гусеничных экскаваторах не требуется.

1 – ходовое оборудование; 2 – поворотная платформа; 3 – капот; 4 – силовая установка; 5 – кабина; 6 – стрела; 7,9,11 – гидроцилиндры рукояти, ковша, стрелы; 8 – рукоять; 10 – ковш.

Рис. 7.9 Гидравлические гусеничные экскаваторы 3-й размерной группы ЭО-3122 (а) и ЭО-3221 (б) с оборудованием «обратная лопата»

На гусеничных лентах экскаватора ЭО-3122 могут быть установлены башмаки шириной 500 или 600 мм для работы на грунтах с высокой и средней несущей способностью.

Для расширения области применения на машине использованы следующие виды сменного рабочего оборудования и рабочих органов: обратная лопата, включающая моноблочную стрелу длиной 4,55 м, стандартную и удлиненную рукояти длиной соответственно 1,9 или 2,5 м; пряма лопата, содержащая стрелу длинной 3,4 м и рукоять длиной 2,3 м; грейферное и буровое оборудование; гидромолот; сменные ковши обратной лопаты — 0,4; 0,5; 0,63 и 0,8 м3; прямой лопаты — 0.63 и 1,2 м3; профильный ковш 0,63 м3 с заложением откоса 1:10; грейферные ковши — 0,32; 0,5; 0,63 и 1,2 м3.

Гидравлический привод экскаватора ЭО-3122 аналогичен экскаватору ЭО-3323, т. е. гидросистемы этих машин практически одинаковы.

В связи с оснащением гусеничным уширенно-удлиненным ходовым устройством экскаватор 30-3221 (рис. 7.9, б) способен выполнять разнообразные земляные и погрузочно-разгрузочные работы.

На гусеничных лентах экскаватора ЭО-3221 могут быть установлены башмаки различной ширины для работы на грунтах с высокой и слабой несущей способностью.

Расширению области применения машины способствует использование следующих сменных органов и рабочего оборудования: обратной лопаты со стрелой длиной 4,625 м и рукоятями длиной 1,9; 3 и 5 м; обратной лопаты со стрелой длиной 6 м и рукоятями длиной 3 и 5 м; грейферного оборудования; сменных ковшей обратной лопаты —0,25; 0,4; 0,5; 0,63 и 0,8 м3; профильны ковшей — 0,63 м3 с откосами 1:1 и 1:1,5; мелиоративной обратной лопаты — с ковшами 0,63, 0,5 (шириной 1,4; 2 и 2,5 м), 0,4 м3 (шириной 1,4 и 2,5 м), 0,1 м3 (для ремонта узких каналов); грейферного ковша 0,5 м3

Оборудование обратной лопаты важное значение имеет для мелиоративных работ и заменяет оборудование драглайна. Данный экскаватор с мелиоративным оборудованием может разрабатывать или очищать каналы шести профилей при установке машины с одной стороны канала, тогда как канатный экскаватор ЭО-3211Е, оборудованный драглайном, такие сооружения может разрабатывать только при работе с двух сторон.

Гидравлический привод экскаватора ЭО-3221 аналогичен приводу экскаватора ЭО-3122.

В экскаваторе ЭО-3221 предусмотрена возможность установки стрелы в плавающее положение, что позволяет совмещать поворот рукояти в обе стороны с любым другим рабочим движением.

Для снижения усилий на рукоятках управления в гидроприводе экскаватора применена система сервоуправления золотниками гидрораспределителей.

Отличительная особенность экскаватора ЭО-3221 по сравнению с экскаваторами ЭО-3323 и ЭО-3122 — поперечное расположение дизеля с муфтой сцепления и насосной установкой. Рациональная компоновка других механизмов и систем позволила сэкономить около 1 т металла на одну машину.

Поворотная платформа сварной конструкции соединяется с ходовой рамой через опорно-поворотное устройство. Рабочее оборудование крепят к стойкам-кронштейнам, расположенным в середине передней части поворотной платформы. Перечисленные выше рабочие органы (рис. 7.10) предназначены для работы в различных грунтовых условиях. Большинством ковшей обратной лопаты (рис. 7.10, а—в) можно разрабатывать грунты I…IV групп, а погрузочным ковшом — грунты I, II групп.

Мелиоративными ковшами и ковшом для планировочных работ могут разрабатываться грунты I и II групп. Различное сочетание стрел и рукоятей в комплекте с ковшами соответствующей вместимости позволяет максимально использовать энергетические возможности машины.

– различной вместимости для тяжелых, средних и легких условий работы;
г
– для планировочных работ;
д
– погрузочный;
е
– для мелиоративных работ;
ж
– профильный.

Рис. 7.10 Ковши обратной лопаты гидроцилиндров 3-й размерной группы

Ходовое устройство экскаватора — гусеничного типа с кулачковым зацеплением гусеничных лент с ведущими колесами. Привод гусеничных лент осуществляется двумя отдельными механизмами, включающими гидромоторы и бортовые редукторы с конической, цилиндрической и планетарной передачами, которые унифицированы с передачами механизма поворота платформы.

На экскаваторе ЭО-3221 применены гусеничные ленты, существенно отличающиеся от гусеничных лент экскаватора ЭО-3122. Основное отличие — это возможность использования лент трех модификаций, быстро взаимозаменяемых для расширения области применения машин в различных грунтовых условиях. Первая модификация состоит из сварно-литых башмаков шириной 840 мм с грунтозацепами. Лента включает 42 башмака, соединенных пальцами, которые стопорят шплинтами для предотвращения выпадения. Башмаки состоят из литого основания и сварных элементов. Грунтозацепы применены одной модификации. Вторая модификация выполнена из сварно-литых башмаков шириной 1000 мм без грунтозацепов, а третья имеет цельнолитые башмаки шириной 500 мм.

Как классифицируются землеройные машины

Существует классификация одноковшовых экскаваторов, позволяющая в каждом конкретном случае применять машину с необходимыми характеристиками максимально эффективно.

Главными параметрами в таком случае выступают:

• тип экскаватора;
• вместимость ковша;
• длина стрелы;
• радиус резания.

При выборе дополнительного оборудования для экскаватора учитывайте характер разрабатываемой выемки (котлован или траншея) и грунтовые воды (глубину их залегания).

Чаще всего одноковшовые строительные экскаваторы вроде «прямой лопаты» применимы на стройплощадках, где нужно выбирать грунт выше стоянки землеройной машины с загрузкой его на грузовики.

Обычно технику можно встретить в карьерах, на стройках для погрузки грунта или отрывки котлованов (при этом машину ставят так, чтобы для нее и грузовиков был пандус-съезд с уклоном 10-15%).

Прямая лопата — это ковш (вместительностью 0,15-2,5 м³) с открытой верхней частью и режущим передним краем, шарнирно соединенный с рукоятью, а та в свою очередь шарнирами со стрелой. Конструктивно такой экскаватор сможет работать только на территории забоев выше уровня стоянки (оптимально с высотой 1,5 м, допустимый порог ниже на 0,1-0,2 м).

Экскаватор-погрузчик: история, классификация, характеристики

Экскаватор-погрузчик (ЭП) – это универсальная комбинированная машина, оснащенная экскаваторным и ковшовым погрузочным оборудованием. ЭП может выполнять земляные (рытье, планировка) и погрузочно-разгрузочные работы, производить уборку территорий от снега, мусора, различных загрязнений и т.д. Экскаваторы-погрузчики применяется в строительстве, ЖКХ, добывающей отрасли и других сферах, где необходимы компактные, маневренные и производительные машины.

История экскаваторов-погрузчиков

Впервые идею установки на одну машину двух рабочих органов высказал основатель британской компании JCB Джозеф Сирил Бэмфорд. Первые ЭП, названные JCB Mk. I, сошли с конвейера в 1954 году. Этот вид техники быстро завоевал популярность, выпуск ЭП наладили многие европейские и американские компании, подобные машины производились и в нашей стране. Сегодня ЭП являются одним из наиболее распространенных видов техники в коммунальном хозяйстве и строительстве.

Общее устройство экскаватора-погрузчика

В общем случае ЭП состоит из трех компонентов:

• База (шасси);
• Навесной экскаватор – монтируется в задней части базы;
• Ковшовый фронтальный погрузчик – монтируется в передней части базы.

В качестве базы могут использоваться серийные тракторы, специально разработанные шасси или мини-погрузчики. Они могут иметь жесткую или шарнирно-сочлененную раму, обязательно комплектуются гидравлическим оборудованием и системой управления рабочим оборудованием (рычажную или с джойстиком).

Экскаваторное оборудование – одноковшовое с возможностью замены рабочего органа (грейфер, молот и другие), на ломающейся стреле с манипулятором, имеет опоры (аутригеры). Погрузочное оборудование – одноковшовое, в качестве рабочего органа может устанавливаться стандартный ковш, ковш с зубьями, челюстной ковш, отвал, вилка, захват, крюк и другое. Привод оборудования – гидравлический.

Классификация экскаваторов-погрузчиков

ЭП делятся на две группы по типу шасси:

• Колесные;
• Гусеничные.

Также они делятся на классы по грузоподъемности:

• Легкие – до 2 т;
• Средние – от 2 до 4 т;
• Тяжелые – от 4 до 10 т;
• Большегрузные – свыше 10 т.

Наибольшее распространение в различных отраслях получили легкие и средние ЭП, тяжелые находят применение в строительстве и на больших площадках, большегрузные – в строительстве и добывающей отрасли.

Характеристики экскаваторов-погрузчиков

К основным характеристикам ЭП относятся:

• Мощность двигателя – обычно 70 – 100 л. с.;
• Эксплуатационная масса – не более 12 т;
• Объем экскаваторного ковша – не более 0,5 куб. м;
• Объем погрузочного ковша – до 1,0 – 1,3 куб. м;
• Грузоподъемность – указана выше;
• Погрузочная высота – не более 4 – 5 м;
• Глубина копания – обычно не более 2 – 3 м.

Самые малые и самые большие ЭП могут иметь иные характеристики, однако параметры большинства машин лежат в указанных пределах.

Основные производители экскаваторов-погрузчиков

В России экскаваторы-погрузчики производятся (американские Terex), «Липецкий трактор», «Ковровский электромеханический завод» (серия ANT-2321 на базе тракторов John Deere) и некоторые другие. Несколько моделей ЭП выпускаются белорусскими , БЗГТ и другими. Из зарубежных брендов наибольшее распространение получили JCB (серии 3CX, 4CX, 5CX), Caterpillar (серии F и F2), Terex, Case, Hidromek, Komatsu, Volvo, Bell, Fiori и другие, а также китайские экскаваторы-погрузчики XCMG, SDLG и другие.

Интересные факты об экскаваторах-погрузчиках

Самый продаваемый ЭП в мире – JCB 3CX. Данная машина разработана в 1980-х годах, однако за счет конструктивных особенностей и постоянных модификаций она остается одной из самых востребованных. С 1980 года было выпущено свыше 150 тыс. единиц JCB 3CX всех поколений и модификаций.

Машина типа «Драглайн»

Чаще всего одноковшовые экскаваторы типа «драглайн» применимы там, где нужно работать с грунтом ниже стоянки. Они могут:

• отрывать глубокие котлованы и широкие траншеи;
• возводить насыпи;
• разрабатывать грунт из-под воды.

У драглайна радиус действия равен 10 м, а глубина копания почти 12 м. Он идеален для зачистки откосов и планировки больших площадей. С этими видами машин стройплощадке не страшен уровень грунтовой влаги и тип грунта (как мягкий, так и твердый).

Конструкция драглайна подразумевает использование длинной стрелы кранового типа и ковша, подвешенного на канатах.

Для эффективной работы схема выработки может быть поперечно-челночной или продольно-челночной. Эти варианты использования позволяют сокращать угол поворота машины и высоту подъема ковша, тем самым увеличивать ее производительность почти в 2 раза. Плюс ковши тут применяются с объемом до 2,5 м³. Для планировки больших участков, предполагающих возведение свайного фундамента, данные экскаваторы — лучшее решение. К тому же с этой маркой экскаватора связаны все работы по созданию морских объектов (портов, мостов, туннелей и корабельных доков).

Варианты экскаваторной техники «Драглайн»

Экскаваторы самоходные одноковшовые типа «драглайн» применяются там, где необходимо работать с почвой, расположенной ниже уровня стоянки техники. Они способны:

• создавать глубокие котлованы и достаточно широкие траншеи;
• возводить насыпи нужной высоты;
• проводить работы с грунтом под водой.

Радиус действия «драглайна» — до 10 м. Глубина компания почти 12 м. Такая техника прекрасно подходит для зачистки откосов, планировки больших площадок. Благодаря особому виду рабочего оборудования одноковшовый экскаватор легко справляется с грунтовыми водами и повышенной влагой. Он способен работать как с мягким, так и с твердым грунтом.

Конструкция спецтехники предполагает наличие длинной стрелы кранового типа и специального ковша, расположенного на канатах.

Для повышения показателя эффективности строительной техники схему работ планируют с поперечно-челночной или продольно-челночной выработкой. Такие методы позволяют сокращать угол поворота и уменьшать высоту подъема ковша. А производительность при этом повышается в 2 раза.

Ковши у «драглайнов» варьируются в пределах 2,5 кубометров. При планировке работы на крупных строительных объектах, например, для возведения фундамента свайного типа, данный подвид экскаваторной техники подходит лучше всего.

Все работы, связанные с морским или речным дном, проводятся также с применением «драглайнов».

Техника типа «обратная лопата» и «грейфер»

Когда требуются узкоспециальные работы, например отрывка глубокого и узкого котлована или траншеи применим грейфер. С его помощью можно вырыть колодец.

Грейфер — это ковш, имеющий 2 лопасти или больше, и стрелочный (ранее использовался канатный) привод, который лопасти смыкает. Эти самоходные аппараты применяют при разработках выемок, имеющих вертикальные стены. Из-за особенности конструкции предполагается использование данного экскаватора на грунтах любой плотности. Машины этого типа применяют вместе с ковшами различного объема (от 0,35 до 2,5 м³).

«Обратная лопата» используется для реализации траншей с глубиной до 7 м и котлованов 6 м. Эти типы конструкции обладают немного меньшей производительностью, чем изделие «прямая лопата», но более долговечны и универсальны (ширина забоя ограничена только проходимостью).

Внешне обратная лопата похожа на открытый снизу ковш, имеющий режущий передний край и шарнирное соединение с рукоятью.

ГОСТом, действующим на территории СНГ, утверждено, что универсальные полноприводные экскаваторы должны комплектоваться именно обратной лопатой.

Особенности спецтехники с «обратной лопатой» или «грейфером»

При проведении узконаправленных работ, к примеру, рытье узкого и достаточно глубокого котлована или создание траншеи по заданным параметрам, применяют грейфер. С его помощью можно достаточно быстро вырыть даже колодец.

Грейфер – специальный ковш, который оборудован двумя и более лопастями, а также стрелочным приводом, смыкающим лопасти. Такие самоходные строительные экскаваторы применяются для создания выемок, имеющих вертикальные стенки. Благодаря особенностям конструкции применять грейфер можно при любом типе грунта. Объем ковша варьируется в пределах от 0,35 до 2,5 кубометров.

Обратная лопата необходима для создания траншей, глубина которых достигает 7 м, а также для обустройства котлованов с глубиной до 6 м. Производительность такой модификации конструкции меньше, чем у грейферов, но сама техника считается более универсальной и долговечной. Ширина забора грунта ограничивается только проходимостью самого экскаватора.

Внешне обратная лопата напоминает классический ковш с системой открытия снизу. Дополнительно он оснащен режущим передний краем. Соединение с рукоятью идет по шарнирному типу.

По ГОСТу, действующему в СНГ, прописано, что универсальные экскаваторные машины с полным приводом обязаны комплектоваться именно обратной лопатой.

Как подбираются землеройные машины

Для повышения эффективности использования нужно проводить предварительный расчет одноковшового экскаватора по:

• нагрузкам;
• типу привода;
• конструкции;
• имеющемуся рабочему оборудованию.

Чтобы рассчитать и выбрать конфигурацию ковша землеройной машины, учитывают силы, на него воздействующие:

• подъема привода;
• напора, передаваемого через шарниры и тяги рукояти;
• сопротивления грунтовых масс и воздействие их на зубья;
• тяжести.

Чтобы узнать прочность ковша, нужно высчитать нагрузки на его стенки, которые для повышения прочности делают ребристыми, сложной конфигурации с переменной толщиной.

Далее проводится расчет рукояти, основные напряжения в ней — изгибающие и скручивающие. Поэтому расчеты проводят по 2 положениям. Однобалочную рукоять считают как консольную балку в первом (балка рукояти заделана в ковше) положении и втором (балка находится в седловом подшипнике).

На параметры использования той или иной модели экскаватора оказывают расчеты стрелы на жесткость и прочность ее основных сечений возле пяты и напорного вала. Кроме того, расчету подлежат боковые тяги и оси головных блоков.

Преимущества новейших экскаваторов с гидравлическим приводом

Важно помнить, что эксплуатационная производительность гидравлических экскаваторов куда выше, чем землеройных машин других видов. Особенно если учитывать универсальные машины на гусеничном ходу повышенной проходимости с массой 10-50 т.

Внутреннее устройство одноковшового экскаватора гидравлического типа дает ему такие преимущества:

• увеличенную производительность в сравнении с машинами, использующими механический (канатный привод);
• сниженную удельную энергоемкость и материалоемкость машины;
• универсальность, благодаря большому количеству сменного оборудования (до 40 различных рабочих органов);
• увеличенную мощность и автоматизацию рабочих процессов;
• комфортные условия для машиниста (повышается продуктивность его труда);
• изменение внешнего вида машины, большая эстетичность;
• повышение эффективности эксплуатации за счет большего показателя гусеничных платформ повышенной проходимости.

Существует отдельный подвид мини-экскаваторов, призванных заменить ручной труд при ремонтных работах в условиях города (прокладка новых или обслуживание имеющихся инженерных сетей и коммуникаций).

Достоинства новых моделей

Эксплуатационная производительность современной землеройной спецтехники с гидравлическим приводом намного выше, чем другие варианты. Особенно если принимать во внимание универсальные типы с гусеницами и повышенной проходимостью. Их масса варьируется в пределах 10-50 тонн.

Внутренне устройство экскаваторной машины с одним ковшом на гидравлическом ходу дает ему следующие достоинства:

• улучшенный показатель производительности в сравнении с канатным приводом;
• сниженная удельная энергоемкость и материалоемкость машины;
• повышенная универсальность благодаря большому ассортименту навесного оборудования (до 40 видов);
• увеличенная мощность и большое количество автоматизированных процессов;
• оптимальные достаточно комфортные условия для работы машиниста – производительность его труда также увеличивается;
• более эстетичный внешний облик спецтехники;
• увеличенные эксплуатационные показатели за счет больших гусеничных платформ с повышенной проходимостью по разному типу местности.

Производители создали даже специальный вид мини-экскаватора, которые необходимы для замены ручного труда при проведении ремонтных работ в городской черте. Например, прокладка инженерных сетей и коммуникаций.

Аппараты, меняющие реальность

Существуют различные виды экскаваторов, отличающиеся типом ковша, приводом, платформой (колесная или гусеничная), размерами (обычные и миниатюрные). Главной их задачей было заменить ручной труд при тяжелых земляных работах. Именно благодаря этим машинам удалось увеличить темпы строительства (как жилого, так и промышленного) и разработки природных ископаемых.

Каждая схема использования машины разрабатывалась для минимизации потерь и максимальной продуктивности работы. Эффективные приемы увеличивают общую эффективность труда, а значит, создают добавочную стоимость произведенной продукции и двигают прогресс дальше.

Ведь земляные работы требуют до 50% всех затрат на строительство или разработку участков по добыче полезных ископаемых открытым способом.

Прежде чем заказывать арендный экскавáтор, стоит проконсультироваться с опытными инженерами или проектировщиками, подобрать марку и тип землеройной машины и только затем заключать договор аренды. Если же планируется использование универсальной машины, стоит рассчитать хотя бы ее максимально эффективное позиционирование (с наименьшим углом поворота).

Современные агрегаты, меняющие представление об экскаваторах

В 21 веке существует немало видов экскаваторной техники, различающейся между собой видом ковша, приводом, платформой (колесной или гусеничной базой), габаритами (классические и миниатюрные). Но главная задача любой спецтехники – заменить ручной труд при работе с грунтом. Именно благодаря экскаваторам в разы увеличить темпы строительства объектов любого типа, как жилого, так и промышленного, а также ускорить процесс добычи полезных природных ископаемых в открытых месторождениях.

Схема применения спецтехники прорабатывается для каждого типа стройки или места добыли. Это позволяет сократить потери рабочего времени и увеличить общую продуктивность.

На большую часть земельных работ уходит более 50% всех временных затрат в строительстве, а также при добыче полезных ископаемых открытым методом.

Важно! Перед заказом или арендой спецтехники, землеройной машины необходимо получить консультацию инженера или проектировщика. Он проведет расчет и поможет подобрать марку строительного экскаватора. Это необходимо даже при желании применять универсальную технику. Чем точнее расчеты, тем выше эффективность и ниже затраты, включая финансовые.

Что значит экскаватор с прямой и обратной лопатой? на сайте Недвио

Это экскаваторы, у которых вместо классического ковша установлено дополнительное оборудование. Это может быть:

• Прямая лопата. Она используется для работы с насыпями и другими грунтами, расположенными выше уровня колес оборудования. Прямая лопата помогает аккуратно брать песок и другие сыпучие материалы, перемещать его в заданное место. С ее помощью можно также осуществлять погрузку и загрузку материалов;
• Обратная лопата. Помогает загребать материал по направлению к экскаватору. Такая спецтехника обычно используется для ройки траншей и ям;
• Грейферы. Это навесное оборудование обычно используются для рытья глубоких котлованов, а также для подводных работ.
• Драглайны — это размещенный на канатах ковш, который можно опускать на большую глубину.

Отметим, что экскаваторы отличаются друг от друга не только конфигурацией оборудования и рабочим объемом ковша, но и габаритами техники и мощностью. Они могут быть как одноковшевыми, так и многоковшевыми. Также к экскаваторам часто прикрепляют отбойные молотки, с помощью которых можно разрабатывать каменистые грунты или ломать здания, сваебойные установки, оборудование для бурения скважин и пр.

Конструкция одноковшового экскаватора

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.

Технические особенности экскаваторов драглайн

К числу основных особенностей подобной категории агрегатов представляется внушительный перечень оборудования, используемого для его работы. Длина стрелы драглайнов может достигать 100 метров, что позволяет осуществлять работы на внушительном удалении.

Вместимость устройств может варьироваться от 20 до 168 м3, что позволяет осуществлять манипуляции с огромными объемами грунта. Высота выгрузки таких агрегатов значительно выше, нежели у их стандартных аналогов, однако вес мощных моделей может достигать 8000 тонн.

Обязательно почитайте: Квадроцикл из мотоблока своими руками

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;
• очищения строительных участков;
• 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

• 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

Экскаватор ЭО-4112-А-1 с грейфером

Грейфер двухчелюстной представляет собой идеальное орудие для расчистки, сортировки, погрузочно-разгрузочных работ сыпучих и мелкокусковых материалов (песок, щебень), рытья котлованов и разработки грунта на дне водоёмов.

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

Описание ковша экскаватора

Специализированное навесное оборудование для экскаваторов изготавливается обычно из конструкционной стали. Специальная обработка металла порошковой краской обеспечивает дополнительную защиту конструкции от коррозии и других внешних агрессивных факторов воздействия. По способу выполнения конструкции бывают сварные, литые или же комбинированные. Дополнительно они могут быть оснащены грузоподъемным крюком для того, чтобы выполнять целый комплекс работ.

Все устройства изготавливаются по уникальной проверенной технологии в согласии с международными стандартами качества, что позволяет гарантировать длительный срок службы допоборудования. Приспособления способны выдерживать большие механические нагрузки. Подходят для эксплуатации при экстремально низких и высоких температурах. Специальная обработка позволяет увеличить режущие функции навесного оборудования и его устойчивость к износу.

Ковш экскаватора работает как рабочий орган. Используется в основном для формирования котлованов, проведения разгрузочно-погрузочных операций и извлечения различных видов горных пород. Чашеобразная конструкция позволяет эффективно выполнять задачи в строительной и иной сфере. Сегодня встречается богатое разнообразие навесного оборудования для специализированной техники.

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.

Komatsu

Японская компания Komatsu – мировой лидер производства различной строительной техники. На рынке представлены колесные и гусеничные экскаваторы этого производителя. Отдельно выделяют мини экскаваторы Komatsu.

Гусеничные экскаваторы характеризуются малым давление на почву и высокой проходимостью. Это преимущество позволяет пользоваться ими в местах, недоступных для колесной техники, а также в болотистой местности и на слабых грунтах. Детальные технические характеристики и особенности представлены в таблице.

Таблица 1. Гусеничные экскаваторы Komatsu

На фото Komatsu PC3000

Колесные экскаваторы используют в коммунальном хозяйстве, при ремонте теплотрасс, водопроводов, а также проведения различных земляных работ. Пневмоколесный ход позволяет этой тяжелой технике передвигаться дорогами общего пользования. Скорость передвижения у них на высоте, что дает возможность быстро перемещаться между объектами. Производительность этих машин позволяет справляться со сложными задачами в сжатые сроки. Характеристики этой техники представлены в таблице.

Таблица 2. Технические характеристики колесных экскаваторов Komatsu

Для городских или дачных условий востребована малогабаритная техника Komatsu. Компания предлагает целый ряд мини-экскаваторов, собранных на заводах Японии и Китая. Масса моделей зависит от комплектации и колеблется от 3,7 до 6,3 тонн. В пользу такой техники говорят преимущества мини версий экскаваторов.

Такие как:

• джойстиковое управление;
• удобная откидывающаяся кабина;
• гидравлическая система CLSS;
• автоматическое переключение скоростей;
• уменьшенный радиус разворота платформы.

В наружной обшивке присутствуют резиновые компоненты. Характеристики мини техники Komatsu приведены в таблице.

Таблица 3. Технические характеристики мини-экскаваторов Komatsu

Компактные размеры не помешали производителю оборудовать удобную и функциональную кабину для оператора. Этого удалось добиться благодаря применению конструкторами современных принципов эргономики.

Komatsu – это надежная техника, способная работать при разных температурах и в сложных условиях. Ее отличает высокая производительность, низкое потребление топлива, а также соответствие современному экологическому стандарту.

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.

Устройство, технические характеристики и работа экскаваторов

Одноковшовый экскаватор (рис. 6.2) в большинстве случаев состоит из неповоротной 1

и поворотной части
2
, связанных между собой опорно-поворотным устройством
3
.

Неповоротная часть с механизмами передвижения или базовым транспортным средством является опорной базой экскаваторов. На нее через опорно-поворотное устройство опирается поворотная платформа, вращение которой осуществляется механизмом поворота.

Поворотная часть состоит из поворотной платформы с механизмами и силовым оборудованием и рабочего оборудования.

Рис. 6.2. Одноковшовый строительный экскаватор:

– неповоротная часть;
2
– поворотная часть;
3
– опорно-поворотное устройство;
4
– стрела;
5, 8, 9
– гидроцилиндры;
6
– ковш;
7
– рукоять;
10
– кабина

Поворотная платформа выполнена в виде рамы. На ней установлено рабочее оборудование и привод, который с помощью силовой установки и трансмиссии приводит в движение рабочее оборудование, а в некоторых случаях и ходовое устройство. В передней части рамы поворотной платформы размещена кабина 10

с органами управления машиной.

Кроме того, на поворотной платформе размещены механизм поворота, элементы гидро- и электрооборудования.

Поворотная платформа опирается через специальное роликовое опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства и может поворачиваться относительно него в горизонтальной плоскости. Одна и та же поворотная платформа может быть установлена на ходовые устройства разных типов.

Силовая установка, состоящая из дизеля и приводимой им во вращение насосной установки, размещается, как правило, в задней части поворотной платформы. Подача рабочей жидкости к гидромоторам и тормозам механизмов хода и/или гидрофицированным опорам осуществляется через центральный коллектор.

Механизмы и агрегаты, расположенные на поворотной платформе, закрыты капотами. Впереди платформы в проушинах кронштейнов устанавливаются стрела и гидроцилиндры стрелы рабочего оборудования. Сзади для уравновешивания экскаватора крепится противовес.

Рабочее оборудование включает комплекс элементов, состоящих из рабочего органа 6

(ковш, грейфер, крюк и др.) и устройств, обеспечивающих движение рабочего органа в зоне работы экскаватора (стрела
4
; рукоять
7
; гидроцилиндры
5, 8, 9
или канаты у экскаваторов с гибкой подвеской рабочего оборудования).

Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов позволяет производить ряд различных работ, в том числе и не связанных непосредственно с производством земляных работ (сваебойное, грузоподъемное и погрузочное оборудование, корчеватели и др.).

Современные строительные экскаваторы могут быть снабжены рабочим оборудованием и рабочими органами до 35 видов.

В дорожных войсках применяются экскаваторы с рабочим оборудованием прямая лопата, обратная лопата, погрузчик, грейфер. В качестве дополнительных землеройных машин могут использоваться экскаваторы с рабочим оборудованием: драглайн, гидромолот, рыхлитель и др.

Рабочее оборудование «обратная лопата» предназначено для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора (траншеи, котлованы и др.) с разгрузкой грунта в отвал или транспортные средства. Его основными составными частями являются стрела, рукоять, ковш и гидроцилиндры подъема стрелы, поворота рукоятки и поворота ковша.

Рабочее оборудование «прямая лопата» предназначено для разработки грунтов выше уровня стоянки экскаватора (карьеры, выемки и др.) с погрузкой грунта в транспортное средство. «Прямая лопата» с поворотным ковшом может производить планировку забоя. Основными составными частями «прямой лопаты» являются базовая часть стрелы, специальная рукоять, ковш с рычагом и тягой, гидроцилиндры подъема стрелы, поворота рукояти и поворота ковша.

Рабочее оборудование «погрузчик» предназначено для разработки грунта и погрузки сыпучих дробленых материалов выше уровня стоянки машины. Производительность экскаватора с оборудованием «погрузчик» выше «прямой лопаты», т. к. погрузочный ковш имеет вместимость в 1,5-2 раза большую. Кинематическая схема погрузочного оборудования (шарнирный четырехугольник-параллелограмм) обеспечивает движение режущей кромки ковша по прямолинейной горизонтальной траектории на уровне стоянки машины на значительной длине, что позволяет вести планировочные работы. Основными элементами погрузочного оборудования являются стрела, рукоять, тяги, подвеска ковша, ковш, гидроцилиндры стрелы, штоки которых присоединяются к кронштейнам рукояти, гидроцилиндр рукояти и гидроцилиндр ковша, установленного цапфами в подвеске ковша.

Рабочее оборудование «грейфер» предназначено для рытья колодцев, траншей, погрузки и разгрузки сыпучих материалов. Грейферное оборудование крепится на рукояти обратной лопаты вместо ковша. Жесткая подвеска грейфера обеспечивает возможность разработки плотных грунтов. Грейферное оборудование состоит из двух челюстей, которые шарнирно соединяются с рамой. Зубья и режущая кромка ковша имеют наплавку из твердого сплава. Тягами челюсти соединяются с ползуном. Раскрытие челюстей осуществляется гидроцилиндром, который установлен между продольными балками и соединен проушиной с рамой, а проушиной штока с ползуном.

В дорожных войсках на вооружении имеется войсковой гидравлический одноковшовый экскаватор (рис. 6.3) ЭОВ-4421. Он предназначен для механизации земляных и погрузочно-разгрузочных работ при оборудовании позиций войск и пунктов управления.

Рис. 6.3. Общий вид экскаватора ЭОВ-4421

Состоит из базовой машины — автомобиля повышенной проходимости КрАЗ-255Б, экскаваторного оборудования, размещенного на поворотной платформе, и обвязочной рамы с четырьмя выносными гидравлическими опорами. Основными частями экскаваторного оборудования являются силовая установка, рабочее оборудование, гидравлический привод и электрооборудование.

Силовая установка расположена на поворотной платформе экскаватора. Она состоит из четырехтактного четырехцилиндрового дизельного двигателя СМД-14 мощностью 75 л.с. жидкостного охлаждения с вихревой камерой сгорания и обслуживающих его систем: питания топливом, питания воздухом, смазки, охлаждения и запуска.

Система питания топливом состоит из топливного насоса с всережимным регулятором центробежного типа, подкачивающей помпы с насосом подкачки топлива, штифтовых форсунок, закрытого типа фильтров грубой и тонкой очистки топливного бака, контрольных приборов.

Система питания воздухом предназначена для очистки воздуха от пыли, подачи его в цилиндр и включает воздухоочиститель и впускной коллектор.

Система смазки дизеля комбинированная, состоит из шестеренчатого, односекционного масляного насоса, центрифуги, масляного радиатора, контрольных приборов и трубопроводов.

Система охлаждения дизеля имеет закрытую циркуляцию жидкости и включает центробежный водяной насос с вентилятором и радиатором, термостат и контрольно-измерительные приборы.

Для запуска дизельного двигателя имеется одноцилиндровый карбюраторный двухтактный пусковой двигатель ПД-10У с редуктором СМД8-19С4В. Запуск двигателя ПД-10У осуществляется электростартером СТ-350. Для облегчения пуска дизеля при пониженной температуре окружающего воздуха предусмотрен электрофакельный предпусковой подогреватель.

Подробное описание устройства двигателя СМД-14, а также указания по его эксплуатации и регулировкам приведены в техническом описании и инструкции по эксплуатации «Дизель СМД-14 и его модификации».

Рабочее оборудование экскаватора состоит из основного (обратная лопата) и дополнительного оборудования.

Обратная лопата (рис. 6.4) предназначена для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора и состоит из унифицированной стрелы 1

, рукояти
6
, ковша
7
, гидравлических цилиндров
2, 4, 5
, трубопроводов и рукавов высокого давления
3
для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндрам.

В качестве дополнительного оборудования для выполнения погрузочно-разгрузочных работ на рукояти ковша установлена крюковая подвеска.

Стрела, рукоять и ковш соединены между собой шарнирно при помощи пальцев и бронзовых втулок, представляющих собой подшипники скольжения. Подъем и опускание стрелы осуществляются двумя гидроцилиндрами 2

. Поворот рукояти в вертикальной плоскости осуществляется гидроцилиндром
4
, а ковша — гидроцилиндром
5
.

Для смазки трущихся поверхностей шарнирных соединений во всех пальцах и втулках рабочего оборудования экскаватора имеются масленки, через которые смазка подается к трущимся поверхностям.

Стрела (рис. 6.5) предназначена для установки на ней рукояти с ковшом и гидроцилиндров. Она представляет собой неразъемную сварную конструкцию коробчатого сечения Г-образной формы.

— втулка основания стрелы;
2
— технологическое отверстие;
3
— отверстия для крепления штоков гидроцилиндров стрелы;
4
— проушины для крепления гидроцилиндра рукояти;
5
— втулки для установки рукояти;
б
— проушины рукояти

Места сварки составных частей стрелы усилены приваренными пластинами и накладками. Своим основанием стрела при помощи пальца, установленного во втулку 1

, шарнирно соединяется с кронштейнами поворотной платформы экскаватора.

В средней части стрелы имеются два отверстия 2

и
3
, первое из которых служит для соединения при помощи пальца с проушинами штоков гидроцилиндров стрелы, а второе в экскаваторе ЭОВ-4421 не используется: его наличие обусловлено унификацией металлоконструкции стрелы со стрелой экскаватора Э-5015А.

В верхней части стрелы в месте ее перегиба приварены проушины 4

для закрепления в них гидроцилиндра привода рукояти. В конце стрелы имеются две проушины
6
, в отверстия которых впрессованы втулки
5
для шарнирного соединения при помощи пальца с рукоятью.

Рукоять (рис. 6.6) представляет собой удлиненную сварную конструкцию коробчатого сечения, выполненную из листового проката. В средней части рукояти имеется отверстие с впрессованной в него втулкой 7

, которая совместно с пальцем обеспечивает шарнирное соединение рукояти со стрелой экскаватора. К проушинам верхнего конца рукояти при помощи пальца
1
шарнирно крепится шток гидроцилиндра привода рукояти.

— палец крепления штока гидроцилиндра к рукояти;
2
— кронштейн для установки гидроцилиндра ковша;
3
— тяги;
4
— втулки крепления ковша;
5
— кронштейн крюковой подвески;
6
— кронштейн для закрепления крюка в нерабочем положении;
7
— втулка для установки рукояти на стреле

На лобовой стороне рукояти приварены кронштейны 2

для шарнирного крепления в них гидроцилиндра ковша. На другом конце рукояти шарнирно крепятся тяги
3
. При помощи пальцев и втулок
4
к рукояти шарнирно присоединен ковш. Снизу к рукояти приварены кронштейны
5
крюковой подвески и кронштейны
6
для закрепления крюка в нерабочем положении.

Ковш (рис. 6.7) представляет собой сварную объемную конструкцию из листового проката.

Для шарнирного соединения ковша с рукоятью к верхнему листу 6

ковша приварены две проушины
2
, имеющие по два отверстия с запрессованными в них втулками
3
и
5
; при помощи пальца и втулки
3
ковш шарнирно крепится к рукояти, а при помощи пальца и втулки
5
— к тяге. Для защиты от выпадания и проворачивания пальцы имеют фиксаторы
4
.

Боковые стенки 7

,
8
и днище
9
ковша, образующие его емкость, сварены между собой и приварены к верхнему листу. В передней части ковша имеется режущий контур, состоящий из боковых ножей
1
и козырька
10
, к которому приварены скобы
12
для установки в них четырех сменных зубьев
13
. От выпадания зубья удерживаются шплинтами
11
.

Крюковая подвеска экскаватора (рис. 6.8) является дополнительным оборудованием и предназначена для выполнения грузоподъемных работ с грузами массой не более 3 тонн.

Крюковая подвеска состоит из крюка 8

с предохранительным замком
9
, оси крюка
6
, проушины
4
и кронштейна
2
, приваренного к рукояти
3
. Кронштейн
2
в нижней части имеет отверстия под палец
1
, который шарнирно соединяет кронштейн с проушиной
4
.

— нож боковой;
2
— проушина;
3
и
5
— втулки;
4
— фиксаторы;

— верхний лист;
7
— правая стенка;
8
— левая стенка;
9
— днище;

— козырек;
11
— шплинт;
12
— скоба;
13
– зуб

К нижней части проушины при помощи оси 6

крепится крюк. Проушина состоит из двух разъемных пластин, верхние части которых изогнуты и образуют втулки половинной длины, соединяемые между собой пальцем
1
. Конструкция проушины позволяет разводить между собой нижние части пластин относительно оси пальца до упора за счет зазоров между верхними частями пластин проушины, что обеспечивает установку в ней оси крюка
6
.

Ось крюка в своей средней уширенной части имеет выточку для установки в ней нижнего кольца упорного шарикоподшипника и отверстие для хвостовика крюка, а концы ее имеют резьбу для навинчивания гаек 7

, удерживающих ось крюка от продольного смещения.

Крюк своим хвостовиком установлен в отверстие оси. На цилиндрическую часть хвостовика крюка напрессован упорный шариковый подшипник с поджимным стаканом, а на резьбовую часть навинчена поджимная гайка 5

. От проворачивания гайка закреплена штифтом.

Затяжка гаек должна обеспечивать свободное вращение упорного подшипника и поворот оси крюка.

Фиксация крюковой подвески в нерабочем положении осуществляется при помощи пальца 10

, устанавливаемого в отверстие кронштейна
11
. Палец имеет встроенную шарнирную чеку, предохраняющую его от выпадания.

Рис. 6.8. Крюковая подвеска:

— палец;
2
— кронштейн;
3
— рукоять;
4
— проушина;
5
— поджимная гайка хвостовика крюка;
6
— ось крюка;
7
— гайка крепления оси;

— предохранительный замок;
10
— палец;
11
— кронштейн фиксации крюка в нерабочем положении

Гидравлический привод экскаватора предназначен для выполнения следующих операций: перевод рабочего оборудования из транспортного положения в рабочее и обратно; осуществление всех рабочих движений рабочего оборудования при отрывке котлованов, траншей (щелей) и при выполнении грузоподъемных работ; подъем и опускание выносных опор.

Управление всеми операциями осуществляется из кабины экскаваторщика. На экскаваторе установлен объемный гидропривод, принципиальная схема которого приведена на рис. 6.9.

Основными элементами гидропривода являются: двухсекционный аксиально-поршневой насос регулируемой производительности 20

; гидрораспределительная аппаратура с системой предохранительных
21
и перепускных
4
клапанов; исполнительные агрегаты, включающие высокомоментный гидромотор
3
поворота платформы, гидроцилиндры рабочего оборудования
5, 6, 7
и выносных опор
8, 11
; гидравлические фильтры
17
, вмонтированные в бак
18
рабочей жидкости; соединительная аппаратура, состоящая из трубопроводов, рукавов высокого давления, поворотных соединений и других вспомогательных элементов.

Гидропривод экскаватора обеспечивает совмещение рабочих операций стрелы, рукояти и ковша с поворотом платформы, что способствует повышению производительности экскаватора.

Схема гидропривода определяет принципиальную взаимосвязь между его элементами: насосной установкой, регулирующими и распределительными устройствами, гидродвигателями и другим оборудованием независимо от их конструктивного исполнения.

Рис. 6.9. Принципиальная схема гидропривода:

— гидрораспределительные блоки БР18, БР16 и БР17;
2
— обратные клапаны;
3
— гидромотор поворота платформы;
4
— перепускные клапаны (клапанный блок);
5, 6, 7
— гидроцилиндры рабочего оборудования;
8
и
11
— гидроцилиндры выносных опор;
9
и
10
— запорные клапаны;
12
— центральный коллектор;

— трехходовой кран;
16
— калорифер;
17
— гидравлические фильтры;
18
— бак рабочей жидкости;
19
— двигатель СМД-14;
20
— гидронасос;
21
— предохранительный клапан;
22
— манометр давления;
23
— разгрузочный клапан

По числу потоков рабочей жидкости, подаваемой от насоса, схема гидропривода экскаватора является двухпоточной с возможностью объединения (разъединения) потоков вручную и раздельно-последовательным питанием гидродвигателей.

Привод гидронасоса 20

осуществляется от дизельного двигателя
19
СМД-14 (СМД-14-НГ).

Поток рабочей жидкости от правой и левой секций насоса поступает в моноблочные гидрораспределители 1, 13

и
14
. При этом поток от правой секции поступает к гидрораспределителю
1
, а от левой секции — к гидрораспределителям
13
и
14
. Если золотники в гидрораспределителе
1
находятся в нейтральном положении, то рабочая жидкость проходит через его центральный канал, как через трубопровод, и соединяется в точке «В» с потоком рабочей жидкости, поступающим от левой секции насоса.

Общий поток рабочей жидкости от двух секций насоса (при нейтральном положении золотников в гидрораспределителях 13

и
14
), проходя через их центральные каналы, поступает к трехходовому крану
15
.

В зависимости от положения трехходового крана 15

поток рабочей жидкости может направляться в маслоохладитель (калорифер)
16
и далее через фильтры
17
в масляный бак
18
или, минуя маслоохладитель, направляется непосредственно через фильтры
17
в бак. Золотниками гидрораспределителя
1
осуществляется управление гидромотором
3
поворота платформы, гидроцилиндром
5
рукояти ковша и гидроцилиндрами
8
левых выносных опор.

Золотники гидрораспределителя 14

управляют гидроцилиндрами
6
стрелы, гидроцилиндром
7
ковша и гидроцилиндрами
11
правых выносных опор. Один из золотников распределителя
13
сблокирован с золотником распределителя
14
и перемещается с ним синхронно от одного рычага при управлении гидроцилиндром
5
рукояти ковша. Второй золотник распределителя
13
резервный и может быть использован для управления исполнительными органами сменного навесного оборудования.

Таким образом, исполнительные органы, управляемые гидро-распределительным блоком 1

, питаются только от одной секции насоса, а исполнительные органы, управляемые гидрораспределительными блоками
13
и
14
, при нейтральном положении золотников гидрораспределительного блока
1
— от двух секций насоса.

Гидросистема экскаватора позволяет совмещать одно рабочее движение, управляемое гидрораспределительным блоком 1

, с одним рабочим движением, управляемым распределительными блоками
13
и
14
. Кроме того, золотник управления работой гидроцилиндров
6
стрелы выполнен конструктивно так, что позволяет совмещать работу гидроцилиндров стрелы с одним из рабочих движений, управляемых четырьмя золотниками гидрораспределительных блоков
13
и
14
. Следовательно, в совокупности могут быть совмещены одновременно три рабочих движения.

При совмещении операций каждый из гидроцилиндров питается потоком рабочей жидкости от одной секции насоса. Только гидроцилиндр 5

рукояти ковша при совмещении операции с гидроцилиндрами стрелы получает двойной поток жидкости благодаря тому, что им управляют с помощью сблокированных золотников распределителя, работающих синхронно.

Для защиты гидросистемы от перегрузок к напорным линиям каждой секции насоса 20

параллельно подключены предохранительные клапаны
21
. Давление в рабочих полостях гидромотора
3
механизма поворота платформы ограничивается предохранительными клапанами, расположенными в блоке 4, а подпитка полостей гидромотора
3
с целью исключения разряжения в них осуществляется от сливной гидролинии через обратные клапаны
2
.

Для предотвращения чрезмерного повышения реактивных давлений в гидроцилиндрах рабочего оборудования в полостях гидрораспределительных блоков 1

и
14
встроены разгрузочные клапаны
23
.

С целью исключения перетечек рабочей жидкости из поршневых полостей одного гидроцилиндра выносных опор в другой установлены запорные клапаны 9

Подача потока рабочей жидкости от поворотной платформы к неповоротной части экскаватора осуществляется через центральный коллектор 12

В качестве рабочей жидкости в гидроприводе экскаватора при положительных температурах применяется масло МГ-30.

Работа гидропривода экскаватора сводится к выполнению определённых операций поворота платформы, работе гидроцилиндров рабочего оборудования и подъему и опусканию выносных опор.

Поворот платформы осуществляется с помощью золотника «П» распределительного блока БР18 (рис. 6.10). При перемещении золотника «П» из нейтрального положения в рабочее поток рабочей жидкости от правой секции «А» гидронасоса 15

через каналы в гидрораспределительном блоке БР18 поступает под давлением в напорную линию гидромотора
8
и приводит его во вращение.

Из сливной линии гидромотора поток рабочей жидкости поступает на слив в общую сливную магистраль. Во время активного вращения платформы, т. е. во время подачи потока рабочей жидкости в напорную линию, перепускной клапан 9

и блок подпиточных клапанов
7
не работают.

При возвращении золотника «П», управляющего поворотом платформы, в нейтральное положение напорная и сливная магистрали гидромотора запираются золотником.

Поворотная платформа, поворачиваясь по инерции, увлекает за собой гидромотор 8

, который в этом случае работает в режиме насоса. Создаваемый гидромотором поток рабочей жидкости открывает один из перепускных клапанов
9
и направляется в противоположную магистраль гидромотора под давлением настройки клапана, равным 170±5 кгс/см2.

При этом гидролиния, которая питает гидромотор, работающий в режиме насоса, пополняется рабочей жидкостью от сливной гидролинии через соответствующий обратный подпиточный клапан 7

Рис. 6.10. Схема работы гидропривода:

— запорные клапаны:
2, 3
— гидроцилиндры выносных опор;
4
— гидроцилиндры стрелы;
5
— гидроцилиндр рукояти;
6
— гидроцилиндр ковша;
7
— обратный клапан;
8
— гидромотор поворота;
9
— перепускной клапан;
10
— гидрораспределительный блок БР18;
11
— гидрораспределительный блок БР17;
12
— гидробак;

,
18
— разгрузочные клапаны;
14, 17
— предохранительные клапаны;
15
— гидронасос;
16
— регулятор мощности;
19
— гидрораспределительный блок БР16;

— центральный коллектор;
21
— клапан-демпфер

Подпитка рабочей жидкостью необходима для компенсации утечек рабочей жидкости из системы и для предотвращения появления разряжения в гидролинии и полостях гидромотора.

Для привода гидромотора механизма поворота платформы ис-пользуется только одна секция гидронасоса. Поэтому поворот платформы можно совмещать с любым движением рабочего оборудования.

Работа гидроцилиндров рабочего оборудования (рис. 6.10) осуществляется с помощью золотников, расположенных в гидрораспределительных блоках БР16 (управление гидроцилиндрами стрелы и ковша), БР17 и БР18 (управление гидроцилиндром рукояти ковша).

При перемещении одного из золотников «С» и «К» распреде-лительного блока БР16 или же золотника «Р» блока БР17 из нейтрального положения в рабочее поток рабочей жидкости от двух секций «А» и «Б» гидронасоса 15

под давлением поступает через обратные клапаны гидрораспределителей и соответствующие трубопроводы в штоковые или поршневые полости гидроцилиндров
4
стрелы, гидроцилиндра
6
ковша или гидроцилиндра
5
рукояти.

Перемещение штоков этих гидроцилиндров обусловливает движение стрелы, рукояти или ковша.

Гидравлическая схема обеспечивает независимое совмещение движения гидроцилиндра 5

рукояти с движением гидроцилиндра
6
ковша или гидроцилиндров
4
стрелы. За счет конструктивного исполнения пустотелого золотника «С», управляющего гидроцилиндрами
4
стрелы, возможно последовательное совмещение движений гидроцилиндров
4
стрелы и гидроцилиндра
6
ковша.

Во время выполнения земляных работ в запертых полостях гидроцилиндров возникают большие реактивные давления. Для ограничения этих давлений в соответствующих полостях гидрораспределителей встроены разгрузочные клапаны 13

и
18
. При повышении реактивного давления в полостях гидроцилиндров выше допустимого значения (давление настройки клапана) клапаны
13
и
18
соединяют эти полости со сливной магистралью.

Для обеспечения плавного опускания стрелы в золотник «С», управляющий движением гидроцилиндров стрелы, вмонтирован обратный клапан-демпфер 21

Таким образом, гидравлическая схема позволяет эффективно использовать полную мощность двух секций насоса 15

, направляя при необходимости суммарный поток рабочей жидкости к одному из цилиндров рабочего оборудования или распределяя его на несколько гидроцилиндров одновременно. При этом обеспечивается совмещение всех необходимых движений рабочего оборудования.

Подъем и опускание выносных опор осуществляется золотниками «Оп» и «Ол», расположенными в распределительных блоках БР16 и БР18. При включениии золотника «Оп» в рабочее положение поток рабочей жидкости направляется от распределителя БР16 по трубопроводам через центральный коллектор 20

и запорные клапаны
1
к гидроцилиндрам
2
правых (по ходу машины) выносных опор.

При включении золотника «Ол» распределительного блока БР18 поток рабочей жидкости в такой же последовательности поступает к гидроцилиндрам 3

левых выносных опор. Запорные клапаны
1
исключают перетечку рабочей жидкости из поршневой полости одного цилиндра в другой. Кроме того, на запорных клапанах замыкаются реактивные давления от выносных опор, чем предохраняются от избыточных давлений вращающиеся элементы центрального коллектора. Это повышает надежность и долговечность центрального коллектора.

Электрооборудование экскаватора ЭОВ-4421 представляет собой электрооборудование базового автомобиля напряжением 24 В и экскаваторное электрооборудование напряжением 12 В.

Описание электрооборудования базового автомобиля приведено в инструкции по эксплуатации автомобиля КрАЗ-255Б и в данной главе не рассматривается.

Принципиальная электрическая схема экскаваторного электрооборудования показана на рис. 6.11.

Экскаваторное электрооборудование размещено на поворотной платформе экскаватора и состоит из источников и потребителей электрической энергии, вспомогательной аппаратуры, контрольно-измерительных приборов, электропроводов.

Источниками электрической энергии являются аккумуляторная батарея 24

и генератор
20
, работающие совместно с реле-регулятором
19
.

К потребителям электрической энергии относятся электростартер 25

, электрические лампы
1, 4, 9, 13, 15, 26
, электродвигатели вентилятора
2
и стеклоочистителя
7
, звуковой сигнал
27
.

К контрольно-измерительным приборам относятся амперметр 22

, указатель температуры рабочей жидкости
6
гидросистемы и указатель температуры воды
8
в системе охлаждения двигателя, которые расположены на приборном щитке в кабине экскаваторщика.

Все источники и потребители электрической энергии соединены по однопроводной схеме. Отрицательный полюс аккумуляторной батареи соединен с «корпусом» экскаваторного оборудования.

Кроме ЭОВ-4421 в дорожных войсках применяются экскаватор ЭО-2621 (рис. 6.12) и экскаватор ЭО-3322А.

Экскаватор предназначен для разработки грунтов 1-3 категории и погрузки сыпучих и мелкодробленых материалов. Машина имеет два вида рабочего оборудования: экскаваторное и бульдозерное.

Экскаваторное оборудование является основным рабочим органом и представляет собой унифицированный ковш прямой и обратной лопат емкостью 0,25 м3. Кроме того, экскаватор может быть оснащен по специальному заказу погрузочным ковшом емкостью 0,5 м3, крановой подвеской, вилами, оборудованием грейфера и обратной лопатой со смещенной осью копания.

Рис. 6.11. Схема электрооборудования:

— фара ФГ-304;
2
— вентилятор кабины;
3
— выключатель ВК-26-А2;
4
— плафон ПК201А;
5
— выключатель ВК-26-А2;
6
— указатель температуры масла УК 133М;
7
— стеклоочиститель СЛ 123;
8
— указатель температуры воды УК 133-В;
9
— контрольная лампа ПД-20-Е;
10
— датчик ТМ 103;
11
— датчик указателя температуры воды ТМ 100;
12
— датчик указателя температуры масла ТМ 100;
13
— лампа переносная ПЛТМ-3,5;
14
— розетка 47К;
15
— подкапотная лампа ПД-308;
16
— подогреватель;
17
— элемент контрольный ПД50В;
18
— выключатель ВК 317-А2;

— реле-регулятор РР362-Б;
20
— генератор Г306Г;
21
— предохранитель ПР12-Д;
22
— амперметр АП-200;
23
— выключатель ВК 318-Б;
24
— батарея СТСТ ЭМС;

— стартер СТ350;
26
— лампа освещения щитка приборов А12-21;
27
— сигнал С302;
28
— сигнал СЗОЗ
; 29
— переключатель ПЗОО-Б;
30
— реле РСЗОЗ;
31
— выключатель ВК 322;
32
— панель соединительная ПС2-А2;
33
— источник электропитания автомобиля;
34
— выключатель ВК-26-А2;
35
— фара ФГ318

Бульдозерное оборудование устанавливают в передней части трактора и используют для засыпки траншей, очистки дорог от снега, сгребания строительного мусора. Его можно применять для работы с грунтами до 2 категории включительно.

Рис. 6.12. Общий вид экскаватора ЭО-2621

Рабочее оборудование монтируется на рамах, крепление которых выполнено таким образом, чтобы разгрузить остов трактора.

С помощью гидроцилиндра отвал может быть установлен на разной высоте. Кроме основного назначения отвал выполняет также роль противовеса. Для повышения устойчивости экскаватора в работе используют выносные опоры, которые крепят к раме. Используя два гидроцилиндра, опоры могут быть опущены на грунт или во время движения машины подняты вверх.

На раме также смонтированы гидросистема экскаватора, механизм поворота и экскаваторное рабочее оборудование, состоящее из стрелы, рукояти и ковша. Каждым из этих узлов управляют с помощью одного (стрела и ковш) или двух гидроцилиндров (рукоять). Жидкость к гидроцилиндрам подают под давлением от насосной установки. Запас рабочей жидкости для гидроцилиндров находится в баке.

Машиной управляют путем перемещения золотников гидрораспределителей. Сиденье машиниста может быть повернуто на 180 градусов.

При одном его положении машинист управляет трактором во время его передвижения, а при другом — работой экскаватора. Для удобства обслуживания топливный бак вынесен в переднюю часть трактора.

Замену рабочего оборудования машинист может выполнить в течение часа с помощью крана грузоподъемностью не менее 0,25 т. При отсутствии подъемных средств для перемонтажа необходимо участие второго рабочего.

На экскаваторе работают две гидравлические системы: одна из них установлена на тракторе; другая, для привода узлов рабочего оборудования — на экскаваторе.

Гидросистема трактора включает шестеренный насос типа НШ-67К, который приводится в движение от вала дизеля через редуктор. Насос через гидрораспределитель подает жидкость в гидроцилиндр стрелы и в гидроцилиндр механизма поворота, а также через тракторный гидрораспределитель – в гидроцилиндры выносных опор и гидроцилиндр бульдозера.

Гидросистема экскаватора (рис. 6.13) включает два шестеренных насоса типа НШ–32У, которые через гидрораспределитель подают жидкость в гидроцилиндры. Гидроцилиндр стрелы питается или от каждой гидросистемы раздельно, или от двух гидросистем суммарным потоком рабочей жидкости с целью ускорения рабочей операции.

Рис. 6.13. Гидравлическая схема экскаватора ЭО-2621В на тракторе ЮМЗ-6А:

— гидробак;
2, 3
— шестеренные насосы; клапаны:
4
— разгрузочный,

— обратный,
12
— перепускной; гидроцилиндры:
5
— стрелы,
6
— рукояти,
7
— ковша,
11
— поворота,
13, 15
— выносных опор,
14
— бульдозера;
8
— дроссель;
10
— механизм поворота;
I — III
— гидрораспределители

Для предохранения механизмов экскаватора от перегрузок в гидрораспределителях установлены клапаны. К трубопроводам гидроцилиндра стрелы подсоединен разгрузочный клапан для предохранения от изгиба штока гидроцилиндра при возникновении реактивных давлений. При чрезмерном повышении давления в запертой поршневой полости гидроцилиндра разгрузочный клапан перепускает жидкость в штоковую полость гидроцилиндра, а избыток жидкости — в бак.

Механизм поворота состоит из поворотной колонны, цепной передачи и двух гидроцилиндров. Поворотный корпус опирается на конические роликоподшипники и вращается относительно стакана головки рамы с помощью цепной звездочки, приводимой в движение цепью от гидроцилиндров. Оба гидроцилиндра работают попеременно. Если шток одного гидроцилиндра втягивается, то цепь, соединенная с ним тягой, проворачивает звездочку и корпус, а другой гидроцилиндр совершает холостой ход.

С целью увеличения крутящего момента, развиваемого механизмом поворота, рабочая жидкость подается под давлением в поршневые полости гидроцилиндров.

Штоковые полости гидроцилиндров также заполнены жидкостью и соединены между собой. Если подать жидкость в поршневую полость одного из гидроцилиндров, то в его штоковой полости также возникает давление, которое передается в штоковую полость другого гидроцилиндра поворота. Цепная звездочка начнет вращаться вместе с корпусом поворотной колонны и закрепленным на ней рабочим оборудованием. Потери жидкости в штоковых полостях компенсируются через обратный клапан, соединенный с трубопроводами рукояти. Плавное автоматическое торможение механизма поворота в середине хода осуществляется с помощью перепускного клапана, а в конце хода – за счет демпферных устройств, смонтированных в задних крышках гидроцилиндров.

В корпусе сделаны проушины для установки стрелы и ее гидроцилиндра, а также прилив с пальцем — для фиксации механизма поворота в транспортном положении.

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»

Виды ковшей экскаваторов

• Зачистной ковш
  . Представленные модели в основном используются для зачистки водоемов, русел рек от всевозможных растительных отложений и мусора. Кромка приспособления имеет достаточно острый край. Отличительной особенностью агрегата является наличие отверстий на боковых стенках и днище, благодаря чему вода может свободно вытекать в водоем.
• Погрузочный ковш
  . Самый распространенный вид навесного оборудования. Приспособления имеют зубья. С их помощью производится работа на различных видах грунта. Допоборудование агрегатируется со стандартной спецтехникой, фронтальными погрузчиками и миниэкскаваторами.
• Рыхлители
  . Востребованное навесное оборудование со ступенчатым расположением зубьев. Агрегаты используются для извлечения грунта, рыхления почвы и выполнения других производственных мероприятий. Ключевой особенностью является то, что они могут использоваться даже для дробления камней.
• Планировочные ковши
  . Функциональные приспособления для выполнения очистных и планировочных мероприятий. В основном используется для рытья траншей, канав для последующей укладки различных инженерных коммуникаций, трубопровода, кабеля. В некоторых случаях агрегат может использоваться для углубления каналов и траншей, например, в ходе выполнения фундаментных работ.
• Траншейные приспособления
  . Эргономичные агрегаты, которые используются в основном для создания небольших каналов при прокладке инженерных коммуникаций. Их применяют в местах ограниченного пространства чаще всего в городской зоне.
• Скальный ковш
  . Навесное оборудование используется для разрыхления грунта. В сравнении с другими моделями отличается повышенной прочностью за счет усиленного днища. Дополнительно может использоваться для погрузки тяжелых материалов. Усиленный ковш незаменим для работы с твердой породой в скалистой местности.
• Профильное навесное оборудование
  . Специальные устройства применяются в строительстве для возведения сточных канав и прочих подобных объектов. С их помощью формируются откосы. Они могут быть дополнительно оборудованы специальными бокорезами и зубьями для обеспечения эффективной работы.
• Скелетные агрегаты
  . Решетчатая конструкция, которая чаще всего используется для погрузки камней и строительных материалов. Благодаря данному допоборудованию можно с легкостью извлекать крупные фракции, отделяя при этом мелкие частицы.

Сегодня существуют различные типы ковшей экскаваторов. Все они отличаются по своим техническим параметрам и функциональным возможностям. Изготавливаются они из износостойкого материала, что позволяет гарантировать стабильную и бесперебойную работу приспособлений в различных условиях. Некоторые модели могут иметь щетки и защитные накладки для эффективной и длительной работы с абразивными материалами.

Современные производители предлагают богатое разнообразие навесного оборудования для экскаваторов. Большой популярностью пользуются устройства от компании Jonh Deere. Данный производитель предлагает различные виды агрегатов повышенной производительности и различной комплектации. Проверенные временем модели имеют специальные накладки, которые обеспечивают длительный срок службы конструкции.

Одноковшовый экскаватор: многоковшовый, разработка грунта, классификация, марки

Выбор способа производства земляных работ зависит от свойств грунта, объемов работ, вида земляных сооружений, гидрогеологических условий и других факторов. Технологический процесс выполнения земляных работ состоит из разработки грунта, транспортировки, укладки в отвал или насыпь, уплотнения и планировки.

Для механизации земляных работ применяют одноковшовые строительные экскаваторы с гибкой и жесткой подвеской рабочего оборудования в виде прямой и обратной лопаты, драглайна, грейфера, землеройно-планировочного, планировочного и погрузочного устройств; экскаваторы непрерывного действия, к которым относятся цепные многоковшовые, цепные скребковые, роторные многоковшовые и роторные бесковшовые (фрезерные); бульдозеры, скреперы, грейдеры (прицепные и самоходные), грейдеры-элеваторы, рыхлители, бурильные машины. В комплект машин для механизированной разработки грунта кроме ведущей землеройной машины включаются также вспомогательные машины для транспортировки грунта, подчистки выемки дна, уплотнения грунта, отделки откосов, предварительного рыхления грунта и т. п. в зависимости от вида работ.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 4 м3. При выполнении больших объемов земляных работ на гидротехническом строительстве применяются более мощные экскаваторы с вместимостью ковша до 16 м3 и более.

Экскаваторы на колесном ходу рекомендуется применять при работах на грунтах с высокой несущей способностью при рассредоточенных объемах работ, при работах в городских условиях с частыми перебазировками; экскаваторы на гусеничном ходу применяют при сосредоточенных объемах работ при редких перебазировках, при работах на слабых грунтах и разработке скальных пород; навесные экскаваторы на пневмоколесных тракторах — при рассредоточенных объемах работ и при работе в условиях бездорожья.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами ведется проходками. Число проходок, забоев и их параметры предусматриваются в проектах и технологических картах производства земляных работ для каждого конкретного объекта в соответствии с параметрами земляных сооружений (по рабочим чертежам) с оптимальными рабочими размерами оборудования экскаваторов.

Одноковшовые экскаваторы относятся к машинам цикличного действия. Время рабочего цикла определяется суммой отдельных операций: продолжительность заполнения ковша, поворот на выгрузку, разгрузку и поворот в забой. Наименьшие затраты времени на выполнение рабочего цикла обеспечиваются при следующих условиях:

• ширина проходок (забоев) принимается с таким расчетом, чтобы обеспечить работу экскаватора со средним поворотом не более 70 градусов;
• глубина (высота) забоев должна быть не меньше длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша с шапкой за один прием копания;
• длина проходок принимается с учетом возможно меньшего числа вводов и выводов экскаватора в забой и из забоя.

Забоем называется рабочая зона экскаватора. К этой зоне относится площадка, где размещается экскаватор, часть поверхности разрабатываемого массива и место установки транспортных средств или площадка для укладки разрабатываемого грунта.

Геометрические размеры и форма забоя зависят от оборудования экскаватора и его параметров, размеров выемки, видов транспорта и принятой схемы разработки грунта. В технических характеристиках экскаваторов любой марки приведены, как правило, максимальные их показатели: радиусы резания, выгрузки, высота выгрузки и др.

При производстве земляных работ принимают оптимальные рабочие параметры, составляющие 0,9 максимальных паспортных данных.

Оптимальная высота (глубина) забоя должна быть достаточной для заполнения ковша экскаватора за одно черпание, она должна быть равна вертикальному расстоянию от горизонта стоянки экскаватора до уровня напорного вала, умноженному на коэффициент 1,2.

Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), целесообразно использовать экскаватор вместе с бульдозером: бульдозер разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора, затем окучивает грунт, обеспечивая при этом достаточную высоту забоя. Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены так, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70% рабочего времени цикла экскаватора.

По мере разработки грунта в забое экскаватор перемещается, отработанные участки называются проходками. По направлению движения экскаватора относительно продольной оси выемки различают продольный (с лобовым или торцовым забоем) и поперечный (боковой) способы разработки.

Продольный способ состоит в разработке выемки проходками, направление которых выбирается по наибольшей стороне выемки. Лобовой забой применяется при разработке съезда в котлован и при рытье начала выемки на крутых косогорах. При лобовом забое грунт разрабатывается на всю ширину проходки.

Торцевой забой применяется при разработке выемок ниже уровня стоянки экскаватора, при этом экскаватор, передвигаясь задним ходом по поверхности земли или на уровне, расположенном выше дна выемки, разрабатывает торец выемки.

Боковые забои применяются для разработки выемки прямой лопатой, при этом пути транспортных средств устраиваются параллельно оси перемещения экскаватора или выше подошвы забоя. При боковом способе полная ширина проходки может быть получена путем последовательной разработки ряда проходок.

Поперечным (боковым) способом разрабатывают выемки с отсыпкой грунта в направлении, перпендикулярном оси выемки. Поперечный способ применяется при разработке протяженных нешироких выемок с отсыпкой кавальеров или при устройстве насыпей из боковых резервов.

Некоторые виды выемок (например, планировочные) можно разрабатывать боковым забоем с движением транспорта на одном уровне с экскаватором.

Иногда для перехода к разработке с боковым забоем необходимо вначале отрывать так называемую пионерную траншею, которую экскаватор начинает разрабатывать, спустившись на дно забоя по пандусу.

Если высота выгрузки экскаватора больше или равна сумме глубины выемки, высоты борта самосвала и «шапки» над бортом (0,5 м), пионерную траншею разрабатывают боковым забоем при движении транспорта по дневной поверхности на расстоянии не менее 1 м от края выемки.

При значительных в плане размерах выемки ее разрабатывают поперечными проходками вдоль меньшей стороны, при этом обеспечивается минимальная длина пионерной траншеи, что позволяет организовать наиболее производительное кольцевое движение транспорта.

Выемки, глубина которых превосходит максимальную глубину забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов. При этом нижний ярус разрабатывают аналогично верхнему, а автомобили подают к экскаватору так, чтобы ковш находился на кузов сзади. Трасса движения автомобиля в этом случае должна быть параллельна оси проходки экскаватора, но направлена в противоположную сторону.

Экскаватор, оборудованный обратной лопатой, применяется при разработке грунта ниже уровня стоянки и наиболее часто используется при рытье траншей для укладки подземных коммуникаций и небольших котлованов под фундаменты и другие сооружения. При работе с обратной лопатой также применяют торцовый или боковой забой.

Наиболее целесообразно применять экскаватор с обратной лопатой для разработки котлованов глубиной не более 5,5 м и траншей до 7 м. Жесткое крепление ковша обратной лопаты дает ему возможность рыть узкие траншеи с вертикальными стенками.

Глубина разрабатываемых узких траншей больше, чем глубина котлованов, так как экскаватор может опускать стрелу с рукоятью в самое нижнее положение, сохраняя устойчивость.

Экскаватор с рабочим оборудованием драглайн применяется при разработке больших и глубоких котлованов, при возведении насыпи из резервов и т. п. Преимуществами драглайна являются большой радиус действия и глубина копания до 16-20 м, возможность разрабатывать забои с большим притоком грунтовых вод.

Драглайн разрабатывает выемки торцовыми или боковыми проходками. Для торцовой и боковой проходок организация работ драглайна аналогична работе обратной лопаты. При этом сохраняется такое же соотношение максимальной глубины резания. Драглайн обычно передвигается между стоянками на 1/5 длины стрелы.

Разработка грунта драглайном чаще всего производится в отвал (односторонний или двусторонний), реже — на транспорт.

Экскаваторы отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор. Недобор оставляют, чтобы избежать повреждения основания и не допускать переборов грунта, он составляет обычно 5-10 см.

Для повышения эффективности работы экскаватора применяют скребковый нож, насаженный на ковш.

Это приспособление позволяет механизировать операции по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с погрешностью не более плюс-минус 2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия осуществляется при отсутствии в грунтах камней, корней и т. п.

До начала работы вдоль трассы траншеи бульдозером планируется полоса земли шириной не менее ширины гусеничного хода, затем разбивается и закрепляется ось траншеи, после чего начинается отрывка ее со стороны низких отметок (для стока воды). Многоковшовые экскаваторы разрабатывают траншеи ограниченных размеров и, как правило, с вертикальными стенками.

Классификация одноковшовых экскаваторов

Одноковшóвый экскавáтор — 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.

После покупки в 2011 году компании Bucyrus, крупнейшим производителем одноковшовых экскаваторов стал Caterpillar.

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.

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 жесткой 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

Экскаватор, навешенный на трактор «Беларусь»

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 м³.

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

Экскаватор ЭОВ-4421 на шасси КрАЗ-255

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.

Пневмоколёсные

Современный пневмоколёсный экскаватор с гидравлическим приводом

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 м³ до тяжёлых колёсных экскаваторов — с объёмом ковша до 1,5 м³.

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.

Гусеничный экскаватор компании New Holland 2000-х годов массой 22т.

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 м³ до карьерных с объёмом ковша 10 м³. Имеются также особо тяжёлые карьерные гусеничные экскаваторы с объёмом ковша 26 м³ 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[править | править исходный текст] Основная статья: Шагающий экскаватор

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 м³ — 40 м³ 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 м³. Поворотная платформа и оборудование часто унифицировано с гусеничными экскаваторами.

Плавучий одноковшовый экскаватор — земснаряд
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 20-го 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 несогласованы.

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 осуществлется индивидуальным электрическим двигателем. Такой привод применяется на тяжёлых карьерных (в том числе и шагающих) и промышленных экскаваторах.

Электромеханический лебёдочный 10-ти кубовый карьерный экскаватор с прямой лопатой ЭКГ-10 производства России. Хорошо видна система канатов.

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 полости гидроцилиндров (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.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

Одноковшовыми экскаваторами разрабатывается около 45% всех грунтов. Машины имеют различное по виду и объему ковша рабочее оборудование, механический или гидравлический привод.

На механических экскаваторах ковш жестко соединен с рукоятью и его движение осуществляется за счет напорного усилия рукоятью и за счет тягового усилия — канатами.

У гидравлических экскаваторов движение ковша происходит за счет усилий штоков гидроцилиндров стрелы, рукояти или ковша.

Рабочее место экскаватора — это зона его работы в пределах геометрических параметров рабочего оборудования, а также размеров площадки стоянки транспорта под погрузку грунта и укладки его в отвал при разработке навымет.

При возведении инженерных сооружений для разработки грунтов широко используются одноковшовые экскаваторы с различным сменным оборудованием с ковшом вместимостью 0,25…3,2 м3. Выбор типа одноковшового экскаватора зависит от характера и условий выполняемых работ, размеров и вида земляного сооружения. Экскаватор, оборудованный прямой лопатой (рис. 4.

5, а), предназначен для разработки грунтов I—VI групп и дробленых скальных пород выше уровня стоянки экскаватора. При наличии грунтовых вод уровень их следует понизить так, чтобы рабочее место экскаватора было сухим. Прямая лопата используется, как правило, для разработки котлованов, траншей, резервов с погрузкой грунта в транспорт и реже навымет.

Одноковшовые экскаваторы: а — экскаватор прямая лопата: 1 — ходовое устройство; 2 — поворотная платформа; 3 — рукоять; 4 — стрела; 5 — ковш; 6 — гидроцилиндры; б — схема рабочего места экскаватора прямая лопата; в — экскаватор обратная лопата (основные технологические параметры); г — экскаватор драглайн: 1 — стрела; 2 — ковш; 3 — подъемный канат; 4 — тяговый канат; д — технологические параметры рабочего места драглайна;

е — технологические параметры экскаватора, оборудованного грейфером

Основными технологическими параметрами рабочего места экскаватора являются параметры, обеспечивающие эффективную его работу (рис. 4.5, б).

Радиус габаритной зоны (R0) обеспечивает разработку переднего и боковых частей откоса разрабатываемого участка и равен радиусу габарита ходового устройства.

Наименьший радиус копания на уровне стоянки (R1) определяет наименьший размер площадки для установки экскаватора:
R1 = Ro + Го, где Го зависит от габарита ковша, наклона стрелы у механических экскаваторов, положения ковша относительно рукоятки — у гидравлических (рис. 4.5, б).

Для предохранения от удара ковша о ходовую тележку вводится запас 10…15 см.

Наибольший радиус копания на уровне стоянки
R2 = R1 +а, где а — путь движения ковша по горизонтали.

Величина а для механических экскаваторов определяется возможной длиной пути движения ковша по горизонтали из положения б в положение в, когда нижняя часть передней стенки ковша ложится на грунт и при дальнейшем движении сминает его.

Для гидравлических экскаваторов а определяется на уровне стояния величиной возможного перемещения по горизонтальной плоскости передней стенки ковша. У гидравлических экскаваторов с поворотным ковшом горизонтальный путь ковша очень большой и для определения R2 принимается равным а/2. Практически для экскаваторов с вместимостью ковша 0,4…3,2 м3 величина R2 = = 4…9 м.

Наибольший радиус копания R3 равен наибольшему расстоянию по горизонтали от оси платформы до режущей части ковша.

Для механических экскаваторов R3 определяется рабочим положением ковша при полностью выдвинутой вперед рукояти и угле наклона стрелы 45°.

У гидравлических экскаваторов R2 определяют на высоте пяты стрелы, когда ковш находится под оптимальным углом копания, рукоять предельно повернута вперед, а стрела устанавливается с углом наклона 20…25°.

После выработки грунта на рабочем месте производят передвижку экскаватора на расстояние а. Наибольшая длина передвижки равна а. Для механических экскаваторов она зависит в основном от угла наклона стрелы.

Гидравлические экскаваторы с поворотным ковшом способны передвинуться на большее расстояние а, но это требует учитывать высоту разработки забоя, снижает производительность машины.

Экспериментально установлено, что наибольшая производительность достигается при передвижке, равной 0,75 а.

Высота разработки (Н3) определяется параметрами экскаватора, способом его работы и физико-механическими свойствами грунта. Увеличение Н3 обеспечивает более высокие экономические показатели, однако реальная высота определяется в основном условием безопасной работы (без «козырька»).

Для экскаваторов механического и гидравлического действия, разрабатывающих грунт путем снятия «стружки» вдоль откоса выемки, Н3= (0,6…

0,65) Нн, где Hн — наибольшая (кинематическая) высота подъема ковша, или Н3= 1,2 Нн, где Нн —высота напорного вала (до уровня горизонтального положения рукоятки механического экскаватора).

Гидравлические экскаваторы, разрабатывающие грунт путем заглубления ковша в любом месте откоса движением стрелы и рукоятки с последующим поворотом его для набора грунта, тратят меньше времени и энергии на копание грунта и способны отрывать выемки глубиной (0,6…0,7) Н3. Разработку грунта начинают с верхней части откоса выемки.

Рабочее оборудование обратная лопата применяется на механических и гидравлических экскаваторах, предназначенных для разработки грунтов I—VI групп ниже уровня стояния экскаватора при рытье траншей, небольших котлованов с погрузкой грунта в транспорт и работой навымет.

Отрывка ведется независимо от уровня грунтовых вод. При потоке воды, препятствующем работе экскаватора или ухудшающем состояние грунта земляного сооружения, производят понижение УГВ. Рассмотрим основные технологические параметры экскаватора обратная лопата (рис. 4.5, в).

Радиус габаритной установки R0 — определяется так же, как и для прямой лопаты.

Наименьший радиус копания на уровне стоянки (R1) измеряется расстоянием от оси экскаватора до места выхода зубьев на поверхность из грунта при полностью повернутой к стреле рукояти. Величина R1 принимается из условий безопасной работы экскаватора и должна быть не меньше R0 + 1 м.

Наибольший радиус копания на уровне стоянки (R2) равен расстоянию от оси экскаватора до зубьев ковша при наибольшем угле поворота рукояти относительно стрелы.

Наибольший радиус копания на заданной глубине (R3) зависит от значения R2 и глубины копания.

Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы применяются для рытья траншей, каналов, добычи глины и других нерудных строительных материалов в карьерах.

По назначению многоковшовые экскаваторы разделяются на траншейные, карьерные и ирригационные; по способу работы — на экскаваторы продольного копания и экскаваторы поперечного копания. На открытых горных работах применяются полноповоротные роторные экскаваторы большой производительности.

Многоковшовые экскаваторы по конструкции рабочего органа делятся на роторные и цепные. Рабочий орган экскаваторов первой группы представляет собой вращающееся относительно своей горизонтальной оси рабочее колесо (ротор), на котором укреплены ковши.

Ковши многоковшовых цепных экскаваторов закрепляются на цепях, образующих криволинейный замкнутый контур.

Применение значительного количества ковшей рабочего органа экскаватора обеспечивает непрерывное копание грунта, уменьшает необходимые усилия, снижает инерционные нагрузки и способствует повышению производительности машины.

Разрабатываемые траншеи могут быть прямоугольного, трапецеидального или ступенчатого профиля. Вырытый и разрыхленный грунт ссыпается в сторону от траншеи.

Ценные многоковшовые траншейные экскаваторы с наклонным расположением ковшовой рамы применяются для рытья траншей в грунтах I, II и III группы без крупных включений. Экскаватор состоит из основной рамы, силового оборудования, трансмиссии, ходового оборудования, рабочего оборудования и транспортера.

На нижней раме смонтированы двигатель с баком для горючего, коробка передач, механизм подъема ковшовой рамы, транспортер, рычажное управление. Верхняя рама имеет изогнутые направляющие, на верхние полки которых опираются ролики, поддерживающие ковшовую раму, на нижние полки изогнутых швеллеров опираются ролики ковшовой рамы.

Кроме того, на верхней раме расположены блоки полиспаста подъема и опускания ковшовой рамы и промежуточный вал цепной передачи на поперечный вал ковшовой цепи.

Рис. 1. Многоковшовый траншейный экскаватор

Чтобы уменьшить прогиб цепей с ковшами, на экскаваторе имеются катки, закрепленные на раме.

Для производства работ ковшовую раму опускают на грунт и включают ковшовую цепь. Перемещающиеся ковши зубьями разрабатывают грунт. Срезанный грунт ковшами поднимается в бункер.

При огибании цепей вокруг звездочек верхнего поперечного вала происходит перегрузка грунта на ленточный транспортер..

При достаточном заглублении ковшей лебедку механизма подъема затормаживают и включают механизм передвижения экскаватора, передающий вращение ведущим звездочкам гусеничного хода.

Более мощным многоковшовым цепным траншейным экскаватором ЭТЦ-401 можно рыть траншеи глубиной до 4 м и шириной 0,8—1,2 м. На экскаваторе предусмотрена установка шнеков-откосообразователей.

При их применении профиль траншеи получается комбинированным: низ траншеи имеет очертания прямоугольника с шириной основания 1,2 м, высотой 0,8 м, откуда начинаются откосы; общая глубина отрываемой траншеи составляет 4 м при ширине траншеи поверху 3,8.

На кинематической схеме видно, что при перемещении экскаватора своим ходом в транспортном положении крутящий момент от двигателя (вал //) передается ведущим колесам гусеничного хода (вал XIII) через четыре зубчатые цилиндрические, одну коническую и две цепные передачи (валы ///, IV, V, VI, XX, XIX).

При рабочем ходе экскаватора крутящий момент на ходовую часть передается от установленного на раздаточной коробке (вал XIV) гидромотора НПА-64 через четыре ступени раздаточной коробки (валы XV, XVI, XVIII, XX) и те же две цепные передачи.

Гидромотор получает масло от гидронасоса НШ-40В, установленного на раздаточной коробке (вал XXI).

Наличие гидромотора в трансмиссии экскаватора позволяет осуществлять бесступенчатое изменение скоростей рабочего хода в пределах 3,4—122 м/ч.

Крутящий момент на приводной вал IX ковшовой цепи передается от вала VII раздаточной коробки через цепную передачу VIII.

От раздаточной коробки (вал XVII) также цепной передачей приводится во вращение червячная лебедка полиспаста подъема и опускания ковшовой рамы.

Ленточный транспортер, обеспечивающий удаление вынутого из траншеи грунта, приводится в движение двумя гидромоторами НПА-64 через зубчатую и цепную передачи. Масло к гидромоторам подается гидронасосом, установленным на валу.

От приводного вала IX вращение на шнеки откосообразователя передается двумя цепными передачами (валы X, XI) и бортовыми коническими редукторами XII, на которых установлены пружинно-кулачковые муфты, отключающие редукторы при возникновении перегрузок.

Скорость ковшовой цепи постоянная и составляет 0,755 или 1,07 м/сек. ,.‘Максимальная скорость движения транспортерной ленты 2,5 м/сек. Экскаватор имеет четыре транспортные скорости от 1,25 до 7,6 км/ч.

Многоковшовые цепные экскаваторы изготовляются для рытья траншей глубиной 1,25; 1,6; 2; 2,5; 4 и 6 м и соответственно шириной 0,15— 0,25; 0,2—0,4, 0,2—0,5; 0,5—1; 0,6—1,2 и 0,8—1,6 м.

Ходовое устройство экскаваторов для разработки траншей глубиной 1,25 м — пневмоколесное; глубиной 1,6 и 2 м — пневмоколесное и гусеничное; более 2 м-—гусеничное. Производительность траншейных экскаваторов составляет от 50 до 200 м3/ч.

Роторные траншейные экскаваторы. Экскаватор состоит из тягача 1 и рабочего органа. Тягачом для экскаватора может быть серийный гусеничный трактор или специально изготовленный тягач из узлов и деталей серийных гусеничных тракторов.

Рабочий орган представляет собой ротор, на котором по внешней окружности смонтированы ковши с зубьями. Ротор направляется и поддерживается роликами, попарно установленными на раме. Для уширения траншеи служат боковые фрезы.

Ленточный транспортер, помещенный внутри верхней внутренней части ротора, имеет в вертикальной плоскости криволинейное очертание. Благодаря такой форме обеспечивается необходимая дальность отброса грунта.

Все узлы рабочего органа смонтированы на специальной металлической раме, которая своей передней частью подвешена к основной раме, тягача.

Для подъема и опускания рабочего органа служат тяга и гидроцилиндры, установленные в верхней части основной рамы тягача.

В кинематическую цепь передачи движения рабочему органу входят: редукторы, соединенные цепной передачей, и открытая цепная передача из двух ступеней, шарнирно связанных между собой.

Ротор экскаватора, или рабочее колесо, состоит из двух колец, соединенных между собой поперечинами коробчатого сечения. Между кольцами на одинаковом расстоянии друг от .друга установлены ковши.

К внутренним кромкам дисков ротора прикреплены рейки зубчатого венца, отлитые из высокомарганцовистой стали.

Внутренняя кромка зубчатого венца служит беговой дорожкой для опорных и поддерживающих роликов.

Экскаваторы цепные поперечного копания применяются для вскрышных работ, добычи глины и гравия и для зачистки откосов.

Экскаваторы малой мощности выпускаются с ковшами емкостью 20, 30, 50 и 100 л и глубиной копания до 7 м, вскрышные экскаваторы большой мощности могут иметь ковши емкостью 650—1500 л. Глубина забоя, разрабатываемого такими экскаваторами, достигает 60 м.

Рабочий орган экскаватора состоит из ротора, имеющего ковшей емкостью 250 л каждый, с двухлепестковыми полукруглыми режущими кромками, и двух конусных шнековых откосообразователей.

Для транспортирования открытого грунта служат два ленточных конвейера, на которые грунт подается ковшами ротора. Конвейеры работают одновременно и отсыпают грунт по обе стороны отрываемого в полный профиль канала.

Рама рабочего органа одним концом опирается на боковые цапфы гусеничной тележки тягача, а другим — на пневмоколесную тележку.

Рис. 2. Котлованокопатель под опоры связи и контактной сети

Механизмы шнеко-ро-торного экскаватора имеют привод от индивидуальных электродвигателей. Силовая установка экскаватора состоит из дизеля М-603А мощностью 490 л. с. и генератора ГСД85-7-6А мощностью 462 ква, напряжением 400 в.

Рытье каналов выполняется при рабочей скорости тягача от 52 до 488 и/ч. Транспортная скорость 0,8—2,4 км/ч.

Шнеко-роторный экскаватор обеспечивает производительность до 1500 мъ/ч.

Котлованокопатель с многоковшовым рабочим органом применяется для рытья котлованов небольших размеров под опоры контактной сети и линий связи.

Котлованокопатель состоит из базового трактора, на котором установлена поворотная платформа с двуногой стойкой и стрелой с направляющей рамой. Для обеспечения вертикальности направляющей рамы служит тяга.

На направляющей раме перемещается вверх и вниз рабочий орган. Подъем и опускание рабочего органа осуществляется канатным полиспастом, подвижной блок которого закреплен на раме рабочего органа, а неподвижный — в головной части направляющей рамы.

Канат подъемного полиспаста наматывается на барабан лебедки, установленной на поворотной платформе. Привод рабочего органа машины состоит из электродвигателя, редуктора и цепной передачи. Положение направляющей рамы во время работы фиксируется винтовым домкратом.

Грунт, поднятый ковшами, сбрасывается в сторону от котлована ленточным конвейером.

Многоковшовый котлованокопатель может рыть котлованы прямоугольной формы размером в плане 0,7X0,9 м, глубиной до 3,6 м. Максимальный вылет стрелы 6,3 м.

Скорость движения ковшовой цепи 0,5 м/сек, скорость поворота поворотной платформы с рабочим органом 1 об/мин. Время, необходимое для рытья одного котлована максимальной глубины в грунтах II груцпы, составляет 6—8 мин.

Многоковшовые экскаваторы —машины непрерывного действия. Их рабочим органом являются ковши, укрепленные в количестве 16—50 шт. на бесконечной двойной цепи, обегающей ковшовую раму (цепные экскаваторы), или в количестве 6—18 шт. на колесе (роторные экскаваторы).

У цепных экскаваторов нижняя рабочая ветвь цепи движется обычно в направляющих ковшовой рамы, что увеличивает сопротивление, но позволяет получить плоскость откоса постоянной крутизны. При свободно подвешенной ковшовой цепи очертание образующей откоса параболическое и устойчивость верхней части откоса уменьшается.

Наличие большого количества рабочих органов машины обеспечивает непрерывность ее работы, снижает инерционные нагрузки, улучшает использование транспортных средств и повышает производительность.

Усилие, которое может быть развито на режущей кромке ковша, значительно меньше, чем у одноковшового экскаватора, так как суммарная длина режущих кромок одновременно работающих ковшей в многоковшовом экскаваторе значительно превышает длину режущей кромки одноковшового экскаватора.

Поэтому толщина стружки, снимаемой ковшами многоковшого экскаватора, относительно невелика. Многоковшовые экскаваторы могут работать в однородных легких и средних грунтах до IV группы включительно. В каменистых и мерзлых грунтах эффективность их работы резко снижается.

В скальных грунтах, разрабатываемых с предварительным рыхлением взрывом, работа многоковшовых экскаваторов невозможна.

Многоковшовые экскаваторы классифицируют: а) по процессу работы и назначению —на экскаваторы поперечного копания, у которых ковшовые рамы имеют поперечное расположение по отношению к продольному направлению рабочего движения экскаватора, и экскаваторы продольного копания с ковшовой рамой, расположенной вдоль оси рабочего движения машины; б) по виду рабочего оборудования — на цепные и роторные;

в) по виду ходового оборудования — на гусеничные и колесно-рельсовые.

Многоковшовые экскаваторы (рис. 3) правильней было бы называть экскаваторами непрерывного действия, так как конструкция рабочего органа этих машин не всегда содержит ковши, у некоторых экскаваторов вместо ковшей применены режущие ножи со скребками или просто сменные ножи.

Однако во всех этих случаях назначение ковшей, ножей и скребков одно и то же: отрезать от массива стружки грунта, перемещать срезанный грунт. Любой из этих режущих органов можно рассматривать как своеобразный ковш, поэтому, в отличие от одноковшовых экскаваторов, эту группу машин принято называть многоковшовыми.

Непрерывное копание грунта существенно облегчает условия труда машинистов по сравнению с условиями труда на одноковшовых экскаваторах, так как на многоковшовых экскаваторах машинисту приходится только наблюдать за ходом копания (правильностью курса, глубиной копания), и иногда изменять режим работы (направление, глубину копания). Машинист одноковшового экскаватора постоянно включает те или иные механизмы. Поэтому в последнее время у некоторых многоковшовых экскаваторов рабочий процесс стали автомагазировать, т.е. копать без вмешательства машиниста с помощью приборов автоматики.

Рис. 3. Многоковшовый цепной экскаватор ЭТЦ-161 на колесном тракторе “Беларусь”

Многоковшовые экскаваторы считаются высокопроизводительными машинами. Их производительность в ряде случаев выше одноковшовых машин, равных по мощности. Однако они имеют один существенный недостаток, из-за которого не могут соперничать с одноковшовыми экскаваторами.

Этим недостатком является отсутствие универсальности: многоковшовые экскаваторы способны выполнять только определенную рабочую операцию, например по отрывке траншеи и ничего более, поэтому такие машины в строительстве, как правило, работают в комплекте с другими машинами (скреперами, бульдозерами и т.д.),

Второй недостаток многоковшовых экскаваторов состоит в том, что он способен разрабатывать только грунты, не засоренные камнями, не тяжелые для копания, однородные по структуре. Эти машины хорошо разрабатывают только пески, супеси, легкие суглинки.

Если одноковшовые экскаваторы могут копать только в стационарном положении, а перемащаются лишь с целью подхода к новому объекту, то многоковшовые экскаваторы не могут копать грунт в стационарном положении. Их рабочий орган режет грунт только при поступательном движении машины с небольшой скоростью (10—100 м/ч).

Многоковшовые экскаваторы являются машинами непрерывного действия и оборудуются исполнительными рабочими органами в виде цепных ковшовых (скребковых) баров и роторов с ковшами. Экскаваторы в зависимости от исполнения применяются на талых и мерзлых грунтах, при этом допускается разработка грунтов с каменными включениями размером до 0,25 ширины ковша.

Многоковшовые экскаваторы классифицируются по назначению на траншейные, карьерные и ирригационные, по способу разработки грунта на экскаваторы продольного, поперечного и веерного (радиального) копания, а также по типу привода и виду ходовой части.

В транспортном строительстве многоковшовые экскаваторы используются для рытья траншей под трубопроводы и кабельные сети, устройства водоотводных канав, снятия пустой породы и добычи полезных ископаемых в карьерах.

Читать далее: Машины и оборудование для гидромехгнизированной разработки грунта

— Строительные машины и их эксплуатация

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, их классификация и область применения

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит пояснительную записку на 19 листах формата А4, включающую 3 рисунка, 8 таблиц, 3 источника.

ТИПЫ МАШИН, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПОГРУЗКИ НАВАЛОЧНЫХ ГРУЗОВ. ЭКСКАВАТОРЫ ОДНОКОВШОВЫЕ И МНОГОКОВШОВЫЕ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.

Целью курсовой работы является закрепление и расширение полученных знаний и умений работать с нормативной и справочной литературой. Указанная цель достигается путем решения заданных задач, применяя практические и теоретические знания.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Типы машин, применяемых для погрузки навалочных грузов. Экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, их классификация и область применения.

Таблица 1. – Исходные данные ко второму разделу

Таблица 2. – Исходные данные к третьему разделу.

Таблица 3. – Исходные данные к четвертому разделу.

Таблица 4. – исходные данные к пятому разделу.

ВВЕДЕНИЕ

Погрузо-разгрузочные работы – это совокупность операций (манипуляций) с грузом транспортного средства, с применением специализированных устройств и механизмов, а так же профессионального кадрового состава.

Погрузо-разгрузочные работы делят :

· Основные операции (направленные на манипуляцию с грузом)

· Вспомогательные операции (направлены на обеспечение либо упрощения основных операций)

Погрузо-разгрузочные работы на автомобильном транспорте являются наиболее трудоемкой составной частью транспортного процесса.

В связи с этим простои автомобилей под погрузочно-разгрузочными операциями и в ожидании их остаются довольно значительными.

Это связанно с недостаточно высоким уровнем механизации погрузки-разгрузки грузов на транспорте, с нечеткой координацией действий различных организаций при перегрузке грузов в транспортных узлах и с некоторыми другими причинами.

Для ускорения перегрузочных работ необходимо механизировать процессы погрузки и разгрузки, то есть ликвидировать ручной труд, что не всегда просто при работе с опасными и скоропортящимися грузами из-за малого объема грузового места или партии груза.

ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, их классификация и область применения

Навалочные грузы – это грузы, которые перевозятся без тары в силу невозможности ее применения. Главное свойство таких грузов – это их сыпучесть. Особенность этих грузов заключается в том, что они состоят из подвижных частиц определенного размера, которые могут быть однородными или неоднородными по своему составу.

Навалочные грузы могут быть:

— строительные (щебень, песок, грунт, гравий керамзитный);

— промышленные (каменный уголь, рудные и нерудные породы (вскрыша)).

Навалочные грузы допускают погрузку и разгрузку навалом, и для их перевозки целесообразно применение автомобилей-самосвалов.

Автомобилями-самосвалами называются специализированные автотранспортные средства, оборудованные саморазгружающимися грузовыми кузовами. Они предназначены для перевозки сыпучих (навалочных) грузов, а также полужидких, скальных грузов и грузов, требующих осторожности при разгрузке.

Для погрузки навалочных грузов, в основном используют, землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта – экскаваторы. Все экскаваторы в зависимости от использования рабочего времени для собственно копания грунта делят на две большие группы: непрерывного действия — многоковшовые и периодического (цикличного) действия—одноковшовые.

Многоковшовые экскаваторы обе операции — копание грунта и его перемещение — выполняют одновременно; одноковшовые эти операции выполняют последовательно, прерывая копание на время перемещения грунта.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей они подразделяются на:

· строительные и строительно-карьерные (масса от 2 до 250 т, вместимость от 0,1 до 6 м 3 );

· карьерные (масса 75 – 100 т, объём ковша 2 – 20 м 3 );

· вскрышные (170 – 13000 т, 4 – 160 м 3 );

· туннельные и шахтные (16 – 30 т, 0,5 – 1 м 3 );

· шагающие (4 – 25 м 3 ).

По типу двигателя:

По типу привода:

· электрическим и смешанным приводами.

По ходовому оборудованию:

· на базе самоходной машины,

Таким образом, рабочее время машины, в течение которого выбирают грунт, и производительность многоковшовых экскаваторов выше, чем одноковшовых. Несмотря на это, одноковшовые экскаваторы распространены шире вследствие их универсальности, т. е.

возможности применять их как на земляных, так и на погрузочно-разгрузочных работах в самых тяжелых, в том числе скальных (с предварительным взрыванием), грунтах.

Применение многоковшовых экскаваторов ограничено: в основном их используют при рытье траншей и добыче нерудных материалов в карьерах с однородными грунтами без каменных включений.

Источник https://spectorg.su/dlya-strojki/tehnicheskie-parametry-ekskavatora.html

Источник https://gp-prsmah.ru/specializaciya/ustrojstvo-ekskavatora.html

Источник https://exkavatori-exmash.ru/oborudovanie/odnokovshovyj-ekskavator-mnogokovshovyj-razrabotka-grunta-klassifikatsiya-marki.html

Источник