Обзор экскаваторов с прямой лопатой и их производителей

Экскаватор, во многих случаях, может оказаться единственной техникой, способной выполнить определенный фронт работ. В 95% случаев экскаваторные работы выполняются с использованием ковша. Типичным представителем данного класса землеройных машин является одноковшовый экскаватор, о котором и пойдет речь.

Типы рабочего оборудования экскаватора

Функциональность этой специализированной техники зависит от использования рабочего оснащения. Копание грунта – основная задача экскаватора. Ее решение обеспечивается оборудованием, которое называют основным.

К нему относятся:

• механическая лопата (прямая и обратная);
• грейфер;
• ротатор ковша;
• драглайн;
• струг.

При выемочно-погрузочных работах экскаватор совершает цикличные действия. При этом задействована механическая лопата. Первая такая лопата была паровой, и запатентовали ее в 1836 году. Сейчас это устройство оснащают электрическим или дизельным приводом.

Прямая лопата имеет жесткую связь с ковшом и предназначена для копания грунта перед собой или немого выше уровня расположения экскаватора. Ковш прямой лопаты прикреплен к рукояти, которая в свою очередь закреплена шарнирами на стреле. Стрела шарнирно закреплена на поворотной платформе. У экскаваторов на гидравлике ковш закреплен подвижно. Его разгрузка происходит через опрокидывание с использованием гидроцилиндров. Механические экскаваторы не меняют положение ковша относительно рукояти. Выгрузка происходит через открытие днища.

Основными элементами рабочего оборудования прямой лопаты являются стрела экскаватора и его рукоять.

Фото рабочего оборудования экскаватора — прямая лопата

Существует маятниковый и напорный вид прямых лопат. Рукоять маятниковой лопаты совершает лишь маятниковое движение по отношению к стреле.

Погрузка осуществляется на транспорт, иногда в отвал. Разгрузка в отвал крайне усложнена через особенности конструкции прямой лопаты.

Рабочий цикл представлен несколькими фазами:

• копание грунта;
• поворот и установка положения ковша над точкой выгрузки;
• обратный поворот ковша;
• установка ковша в исходное положение.

От времени, которое требуется для проведения каждой из этих операций, зависит длительность всего цикла. В конечном счете, на производительность экскаватора влияют мощность машин, тип грунта и угол поворота лопаты.

Сфера применения эскаваторов с прямой лопатой

Применяются экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, при планировке, разработке и выравнивании площадок на:

• слабых;
• средних;
• плотных грунтах.

В основном это такие виды разработок грунта в выемках, как:

• рытье котлованов для фундаментов в промышленном и гражданском строительстве;
• дорожное строительство;
• карьерные разработки и вскрышные работы;
• копание траншей.

Если прямая лопата предназначена для выемки грунта «от себя», то обратная копает «на себя». И работать такая лопата может только с породами, расположенными ниже уровня стоянки.

Существует также универсальная лопата. Это рабочее оборудование, смонтированное из совместного узла прямой и обратной лопаты.

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

Komatsu PW-220-7

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.

Caterpillar

Американская компания Caterpillar поставляет на рынок спецтехники колесные, а также гусеничные экскаваторы.

Производитель специализируется на производстве экскаваторов различных типоразмеров:

• мини;
• малый класс;
• средний класс;
• крупный класс.

Модели с прямой лопатой предназначены для разработки пород над уровнем стоянки. Он объединяют, преимущественно, технику компактных размеров.

Производство экскаваторов с прямой лопатой сокращается во всем мире. Их место занимают универсальные машины, сочетающие в себе экскаватор и ковш — то есть имеют обратную лопату и фронтальный погрузчик.

Таблица 4. Технические характеристики экскаваторов Caterpillar с прямой лопатой

Caterpillar 5090В

Емкость ковша экскаваторов с прямой лопатой, обычно больше 4 м3. Они, в основном, используются на разработках скальной породы и руд.

Doosan

Компания Doosan Infracore — единственный производитель в мире, наладивший серийный выпуск гусеничных экскаваторов, оснащенных прямой лопатой с ковшом, объемом от 2,16 до 3,5 м. Подробней характеристики описаны в таблице.

Таблица 5. Технические характеристики экскаваторов Doosan с прямой лопатой.

DOOSAN S 470 LC

Hitachi

Hitachi Construction Machinery Co – патриархи экскаваторостроения. Гидрофицированные экскаваторы, вытеснившие своих предшественников – это их разработка. Эти экскаваторы по праву занимают лидирующую позицию по продажам в РФ. Они превосходят аналогичные модели европейских производителей. Все благодаря динамичности компании. Ведь она чутко и точно реагирует на текущие запросы рынка.

Эксплуатационные и технические характеристики японских экскаваторов значительно превосходят аналоги европейских производителей по качеству сборки, функциональности и надежности.

Таблица 6. Технические характеристики экскаваторов Hitachi

Hitachi ZX850-3

Hitachi занимает пятое место в мире по производству строительной землеройной техники. Составляющие успеха – забота об удобстве оператора, развитие возможностей экскаватора и упрощение технического обслуживания.

На видео одноковшевой экскаватор с прямой лопатой в работе:

Виды речных экскаваторов и их назначение — излагаем в общих чертах

Техника эта была известна еще во времена Леонардо да Винчи, но представляла собой упрощенную модель. Благодаря прогрессу машины стали более совершенными, а виды экскаваторов и их модификации позволяют использовать строительную технику не только для разрабатывания грунта.

Экскаваторы в наши дни

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

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

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

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

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.

Области применения

Экскаваторы пользуются огромным спросом, поскольку способны легко справляться с задачами различного типа и сложности. Эта спецтехника стала по-настоящему незаменимой в сфере гражданского и дорожного строительства, горной выработки, в карьерах и других отраслях. Оснащенные ковшом, эти машины используются для выемки грунта, песка, железной руды, гранита и прочих пород. Также экскаваторы часто применяются для копания траншей и котлованов. Машины прекрасно справляются с погрузкой сыпучих или иных материалов в грузовые транспортные средства (вагоны, баржи, самосвалы и т. д.). Подходят экскаваторы и для создания насыпей и отвалов, обустройства дамб, расчистки территорий и прочих целей.

Какие бывают экскаваторы по эксплуатационному назначению

Проводится классификация экскаваторов и по их функциональному назначению. Эти машины снабжаются специальными приспособлениями под каждый вид работ:

• классической является модель, выполняющая земляные и погрузочные процессы; такая техника оснащена механической лопатой;
• траншейная техника незаменима при прокладке магистральных трубопроводов, при рекультивации земель и на мелиоративных работах;
• струги необходимы для расчистки железнодорожных путей от снега;
• на работах с грунтом, расположенным ниже уровня поверхности, на которой размещена техника, применяют драглайны;
• с помощью планировщиков делают выемки в земляном полотне и формируют насыпи.

Наряду с машинами классических размеров, отлично функционируют и мини-экскаваторы. Они незаменимы на небольших участках, где землеройные действия выполняются малыми объемами.

Принцип работы

Экскаваторы характеризуются простотой функционирования. Оператор, используя панель управления в кабине, перемещает ковш, набирает грунт или другой материал, переносит его на определенное расстояние и высыпает. При этом выемку земли или твердых пород экскаватор может производить не только на уровне площадки, но и выше или ниже ее поверхности. Практически любая модель при необходимости может оснащаться различным сменным оборудованием. Например, сегодня для экскаваторов выпускаются специальные виды ковшей, стрелы, рукояти, рыхлители, крюки, копровые мачты и иные рабочие инструменты.

Назначение экскаваторов согласно устройству и принципу действия

Особенности устройства той или иной модели экскаваторной техники, определяют ее назначение. Экскаваторы принято классифицировать согласно некоторым параметрам технических характеристик, базовому устройству и принципу действия рабочих установок. Экскаваторную технику принято делить на основные группы:

• одноковшевые и многоковшевые;
• сухопутные и плавающие;
• с электродвигателем и ДВС;
• с механическим и гидравлическим устройством рабочих агрегатов.

Вся экскаваторная техника делится на две главные функциональные группы – одноковшевые и многоковшевые машины. Одноковшевые экскаваторы выполняют заданный алгоритм задач с определенной периодичностью, затрачивая на разработку, перемещение и выгрузку грунта или породы отдельные отрезки времени. Многоковшевая техника работает по принципу непрерывного действия, одновременно осуществляя все три основные операции.

Многоковшевые экскаваторы принято использовать для непрерывного выполнения большого объема работы, учитывая их высокую производительность. Одноковшевые машины более универсальны и подходят для использования в разных условиях, и выполнения принципиально-различных функций, помимо землеройного назначения.

Плавучие экскаваторы имею узкое назначение – работы, выполняемые на воде. Сухопутная техника делится еще на несколько категорий, каждая их которых функциональна и предназначена для эксплуатации в разных отраслях. Она делится на шагающие экскаваторы и машины на колесной и гусеничной базе. Ходовая экскаватора определяет способ передвижения по поверхности и приспособленность для выполнения работ в условиях рельефа разного типа.

Экскаваторы на колесной базе считаются универсальной техникой, которая способна выполнять работы городского цикла и самостоятельно перемещаться с одного объекта на другой. Гусеничные экскаваторы менее мобильны, но обладают повышенной проходимостью и способностью работать в труднодоступных местах. Шагающие экскаваторы обладают еще большей проходимостью, чем гусеничная техника, основное их назначение – работа в карьерах по добыче полезных ископаемых и разработке вскрышных пород.

Оснащение экскаватора электрическим двигателем дает возможность эксплуатировать технику на работах, где есть доступ к электроэнергии и работы приходится долго выполнять на одном месте. Гибридные и ДВС силовые установки делают экскаваторы автономными, и позволяет осуществлять самостоятельное передвижение без дополнительного транспортного средства.

В зависимости от устройства и принципа работы рабочих органов, различают экскаваторы с механическим, гидравлическим, гидродинамическим, электрическим приводом. Также рабочие агрегаты могут быть сконструированы на жесткой, телескопической или канатной подвеске.

Классификация экскаваторов по типу ходовой части

Экскаваторы применяются для прокладки магистралей, планировки территорий, расчистке железнодорожных путей от снега. Некоторые приспособления позволяют превратить землеройную машину в погрузочно-разгрузочную технику и даже использовать в подземных шахтах.

Многообразие спецтехники благодаря различным факторам разделяют на виды. Классификация экскаваторов проводится по нескольким направлениям. Но в первую очередь выделяют машины по типу ходовой части, определяющей место применения техники:

Виды экскаваторов по типу ходового устройства

• на автомобильных и тракторных шасси базируют колесный экскаватор. Технику от других типов отличает скорость перемещения и мобильность;
• высокую производительность обеспечит гусеничный экскаватор на металлическом, резиновом или комбинированном ходу. Продуктивно работают на рыхлых грунтах, но к месту действий приходится доставлять на вспомогательной технике;
• среди землеройной техники выделяются и шагающие модели, перемещающиеся посредством опорных лап или башмаков. Некоторые из них оснащены стрелой (драглайном);
• шагающие экскаваторы задействованы в горных разработках и добывающей промышленности;
• модели, устанавливаемые на платформах, называют железнодорожными, и применяют их исключительно для работ на ж/д путях и прилегающей к ним территории;
• имеются также экземпляры, работающие на воде – это плавучие модели, закрепленные на понтонах. С помощью данной техники производят чистку водоемов или добывают со дна песок, а также используют для расширения речных русел.

Все экскаваторы созданы для работ в определенных условиях. Это позволяет обеспечить высокую производительность каждого технологического процесса.

Экскаваторы могут применятся во многих земельных работах

Назначение и устройство гусеничных экскаваторов

Гусеничные экскаваторы принято относить к наиболее востребованной технике специального назначения. Ее можно встретить на строительных площадках, в лесозаготовочном и сельском хозяйстве, на коммунальных и дорожно-строительных работах. Это техника с хорошей проходимостью и высокими показателями мощности, что позволяет ее эксплуатировать в самых сложных климатических условиях для выполнения тяжелых операций.

Устройство гусеничных экскаваторов отличается достаточно простой конструкцией, состоящей из:

• гусеничной базы;
• тележки;
• рамы;
• поворотной платформы;
• кабины оператора;
• силовой установки;
• рабочих агрегатов.

В качестве основы служит рама, которая связывает гусеничную базу, тележку с поворотной платформой. На платформе размещается трансмиссия, силовой агрегат, рабочие органы и кабина машиниста. Гусеничные экскаваторы разных производителей и моделей отличаются между собой техническими характеристиками и конструктивным соотношением размеров и расположения оборудования. При этом принцип действия гусеничных экскаваторов остается практически одинаковым.

Гусеничные экскаваторы отличаются наибольшей приспособленностью к самостоятельному обслуживанию и ремонту. Характеристики такой техники настолько упрощены, что она работает длительное время без простоев и непредвиденных сбоев. Производители гусеничных экскаваторов постепенно совершенствуют соотношение технических и эксплуатационных характеристик этих машин, оставляя базовую несущую конструкцию в первоначальном виде.

Различия между экскаваторами по типу оборудования

Основной орган данной специализированной техники, наиболее распространенный – ковш. Также часто используются грейферы и крюки. По типу конструкций оборудование классифицируют таким образом:

• ковш с гибкой подвеской – приводится в движение посредством канатов;
• землекоп на жесткой подвеске – рабочие элементы двигаются гидроцилиндрами;
• планировщики с телескопической стрелой, суть которой – втягивание и выдвижение.

Среди техники непрерывного и циклического действия имеется своя классификация экскаваторов – по типу навесного оборудования, которым и выполняются все работы.

Навесное оборудование для экскаватора

Одноковшовые

Конструкция техники данного типа позволяет устанавливать на экскаваторе различные виды дополнительного оборудования:

• прямая лопата необходима в условиях, когда разрабатываемый грунт находится выше уровня площадки, на которой установлен экскаватор. При этом не имеет значения тип почвы – приспособление универсально;
• кроме рытья земли лопата используется для погрузки и выгрузки различных материалов;
• лопата обратная делает выемки земли на уровне ниже плоскости размещения экскаватора. Данное устройство применяют при рытье траншей, котлованов и отсыпке насыпей. Все движения лопаты идут по направлению к экскаватору;
• в двух направлениях выполняет действия струг, положение, которого необходимо переустанавливать соответственно тележке;
• грейферы используют, как универсальное оборудование на различных грунтах, для всевозможных работ, в любых климатических условиях;
• высокоэффективно оборудование на мерзлых грунтах и разработке твердых пород; применяется для разрушения строительных конструкций и асфальтобетона;
• приспособление поможет корчевать пни и заменит собой подъемный кран;
• с помощью грейферов легко выполняются и действия под водой;
• для работ на больших глубинах используют драглайн, где ковш подвешен с помощью каната на стреле. Отличительной чертой этого типа техники является высокая маневренность;
• на наклонных поверхностях используют телескопическое оборудование; независимо от угла наклона насыпи ковш экскаватора перемещается строго прямолинейно;
• телескопическое оборудование позволяет с максимальной точностью и в кратчайшие сроки выравнивать наклонные плоскости.

Полноприводная и неполноприводная техника

Важно и место, где установлено оборудование:

• у полноповоротной техники основной механизм закреплен на подвижной платформе. В данном случае оборудование будет отклоняться на неограниченное расстояние вокруг вертикальной оси;
• если оборудование закреплено на ходовой части экскаватора, у него ограниченный угол действия. Такая техника называется неполноповоротной.

Многообразие оборудования, прикрепляемого к одноковшовой землеройной технике, не только влияет на производительность, но и позволяет экономить бюджетные средства. Достаточно иметь один экскаватор и несколько разновидностей навесных приспособлений для выполнения различных технологических процессов.

Многоковшовые

Эта техника, по сравнению с одноковшовой, по своей специфике – узконаправленного типа. Поэтому и перечень прикрепляемого механизма невелик:

• роторные модификации представляют собой несколько ковшей, навешанных на вращающемся колесе. Этот тип техники используют в открытых траншеях для проведения вскрышных работ;
• цепные модели – это набор скребков выгребных, элементов подрезных и рыхлителей, установленных на подвижной конструкции.

Цепной вид техники применяют исключительно для рытья траншей на участках с мягким грунтом, без крупных вкраплений.

Многоковшовые экскаваторы бывают гусеничные, шагающе-рельсовые, рельсово-гусеничные, пневмоколесные

Разнообразие различного навесного оборудования, одновременно закрепленного на машинах непрерывного действия, позволяет рыть траншеи всевозможных конфигураций:

• прямоугольные;
• ступенчатые;
• трапециевидные.

Достаточно быстро многоковшовый экскаватор выроет траншею шириной 2 м и глубиной до 4 м. При этом весь выкопанный грунт отваливается в сторону, не мешая дальнейшему процессу.

Вакуумно-всасывающее оборудование

Есть еще один вид техники специфического назначения – эти машины оснащены всасывающими устройствами. Применяются они в подземных коммуникациях и на загрязненных территориях для очистки объекта от газа, воды, песка, камней.

Видео по теме: Невероятные возможности экскаваторов

Технические характеристики

Современные экскаваторы представлены моделями с различными свойствами и возможностями. Главные отличия касаются не только назначения, внешнего вида машины и комфортабельности кабины, но и основных параметров. Выбирая экскаватор, специалисты рекомендуют учитывать такие технические характеристики, как:

• тип ходовой части (колесная, гусеничная);
• принцип работы (периодический, непрерывный);
• двигатель (дизельный, электрический);
• вместимость ковша (куб. м);
• максимальная скорость хода (км/ч);
• мощность силовой установки (кВт);
• эксплуатационная масса (кг).

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

Экскаваторы Cat®

Компания Caterpillar, один из мировых лидеров по созданию передовой спецтехники, выпускает широкий модельный ряд экскаваторов. Марка Cat®, принадлежащая этой американской корпорации, представляет на рынке специализированные машины с широким диапазоном рабочих параметров. Вы можете выбрать гусеничный или колесный экскаватор. Модели отличаются управлением, мощностью, производительностью, скоростью передвижения и прочими особенностями. Все, кого интересует продажа или аренда техники, смогут легко подобрать машину под любые задачи и бюджет. Ознакомиться с моделями и техническими характеристиками экскаваторов можно здесь.

313D2L

Гусеничные экскаваторы этой модели обладают полезной мощностью 68 кВт и массой 13,7 т. Они отличаются улучшенным управлением, высокой универсальностью, имеют удобную модернизированную кабину и просты в эксплуатации. Такой набор характеристик позволил экскаваторам 313D2L стать ведущими в своем классе.

Машины укомплектованы эффективными мощными двигателями Cat С4.4, которые за счет механического регулятора на 14 % уменьшают топливные затраты по сравнению с аналогичными моделями. При этом усилия копания и подъема остаются на том же высоком уровне. Двигатель стабильно работает даже при заправке топливом ненадлежащего качества, что обусловлено низким давлением в системе подачи топлива. Пользователям доступен широкий спектр навесного оборудования, что позволяет приспособить экскаватор под выполнение различных задач.

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.

318D2L

Гусеничный экскаватор данной модели отличается увеличенной до 84 кВт мощностью. Возросла и эксплуатационная масса (17,8 т). Модель также отличается от предшественников улучшенной управляемостью и высоким уровнем комфорта, что делает ее универсальным и функциональным инструментом для выполнения разноплановых производственных, дорожных и строительных задач.

Экскаваторы 318D2L оснащены мощными приводами Cat С4.4 ACERT с электронным управлением и удовлетворяют передовым экологическим стандартам США, Японии, Китая и ЕС. Вместе с эффективной гидросистемой такие двигатели обеспечивают отличную производительность при экономичном расходе топлива. Высокопрочные несущие конструкции экскаватора выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки, что позволяет использовать машину в самых тяжелых условиях. Из кабины открывается превосходный обзор, что способствует обеспечению безопасных условий работы на площадке.

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.

M317D2

Это колесный экскаватор с достаточно высокой полезной мощностью – 102 кВт. Он также отличается хорошей скоростью хода, достигающей 37 км/ч. Компания Caterpillar задействовала ряд передовых разработок, что позволило расширить функциональность и обеспечить превосходные технические показатели экскаваторов данной серии. Повышенная грузоподъемность оборудования помогает уменьшить эксплуатационные затраты и увеличить производительность.

Также в машинах М317D2 упрощено управление и снижена продолжительность циклов, что позволяет ускорить выполнение работ. Все точки ежедневного обслуживания легко доступны с уровня земли, что упрощает проведение профилактических и ремонтных мероприятий. Во все критически важные узлы смазка подается централизованной системой. Кабина оснащена камерой заднего вида и цветным дисплеем, что обеспечивает безопасность эксплуатации экскаватора и удобство управления.

M320D2

Это колесный экскаватор мощностью 124 кВт, который сочетает скорость, универсальность и производительность. Он способен функционировать на любых поверхностях, в т. ч. на грунтах различного типа и дорожных покрытиях. Пользователям доступен широкий спектр навесного оборудования для решения различных строительных и производственных задач. Управление машиной М320D2 отличается удобством и легкостью, поскольку реализовано с помощью системы ProductLinkTM.

За счет сокращения длительности рабочих циклов, роста усилий на рукояти и ковше была увеличена производительность экскаватора. Все точки обслуживания доступны с поверхности земли, что упрощает и ускоряет проведение необходимых ремонтных или профилактических манипуляций. Все важные узлы качественно обрабатываются централизованной системой подачи смазочных материалов. Кабина рассчитана на обеспечение максимальной безопасности и комфорта.

Заключение

Представленный обзор призван дать читателям подробную информацию о классификации одноковшовых экскаваторов по целому ряду параметров, принципе работы и конструктивных особенностях данной спецтехники, основных иностранных и отечественных поставщиках экскаваторов.

Универсальный одноковшовый экскаватор.

Универсальный одноковшовый экскаватор. Устройство и работа.
Для производства различного вида землеройных работ, в том числе разработки грунта, его погрузки на различные транспортные средства или в отвал, для работ по добыче рудных ископаемых, рытья котлованов и траншей, применяются агрегаты, которые называются экскаваторы.

С применением этих машин полностью отпала необходимость в применении ручного труда при любой разработке грунта, в том числе и при зачистке вертикальных стенок разрабатываемых котлованов для фундаментов, ям и траншей, которая раньше производилась вручную.

На сегодняшний день, самое широкое применение в различных отраслях, нашли универсальные одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом хода и рабочих органов.

Универсальные одноковшовые экскаваторы подразделяются:

в соответствии с приводом передвижения и приводом рабочих органов на— гидравлические, механические и электромеханические;
в соответствии с типом опорного шасси на— гусеничные или на пневмоколёсном ходу;
в соответствии с объёмом ковша на— ковши объёмом 0,2-0, 5 м 3, 0,5-5 м 3;
в соответствии со способом установки рабочего органа—с гибкой канатной подвеской или жёсткой подвеской, с помощью гидроцилиндров;
в соответствии с конструкцией рабочих органов—с шарнирными или телескопическими рычагами.

Условия работы и применение экскаваторов.

Универсальный одноковшовый экскаватор является агрегатом циклического действия, у которого основной параметр, это объём ковша, главного рабочего органа.

Основные критерии, применяемые при выборе экскаваторов:

высота и глубина разработки;
радиус рабочей зоны;
высота загрузки в транспортное средство;
Наибольшее распространение на стройках и в карьерах получили экскаваторы с ковшом объёмом от 0,15 до 4,5 м 3 с гидравлическим приводом рабочих органов и гидравлическим приводом передвижения.

Одноковшовые экскаваторы могут оснащаться различными видами рабочих органов:
ковшом, установленным в виде прямой и обратной лопаты, грейфером, гидравлическим ударником, клещевым захватом, крюком кранового типа.
Эти навесные рабочие органы предназначены для универсального использования экскаватора, а значит, для более эффективной его эксплуатации, как единицы оборудования.

Одноковшовый экскаватор оснащённый специальным узким ковшом. Является незаменимым средством для рытья узких траншей и канав для укладки коммуникаций.
Грейфер, как навесной рабочий орган, применяется для погрузки больших объёмов сыпучих материалов в транспортное средство. Двух-или более лопастной грейфер, объёмом 0,35-2,5 м 3 применяется также, для выемки грунта из вертикальных ям.
С помощью навесного гидравлического ударника разрушают монолитные куски горной породы перед её погрузкой.

Клещевой захват применяют для погрузки не разрушаемых монолитных кусков и крупных штучных грузов.
Крюковую подвеску применяют для подвешивания и транспортировки транспортных контейнеров с различным грузом.
Последовательность элементов цикла работы экскаватора.
Разработка грунта (породы) и заполнение ковша.
Подъём ковша с грузом на определённую высоту.
Поворот гружёного ковша экскаватора в позицию разгрузки над отвалом или транспортным средством и сброс груза.
Поворот экскаватора в обратную сторону в рабочую зону.

Повторение цикла.

Основное время рабочего цикла (до 70%), занимает время поворота (туда и обратно), что необходимо учитывать при расчёте производительности агрегата.
Наиболее используемым рабочим органом экскаватора является ковш-прямая лопата объёмом от 0,15 до 2,5 м 3,у которого верх открыт и передняя кромка— режущая. С помощью рычажной системы ковш может поворачиваться в вертикальной плоскости, чем обеспечивается его погрузка –разгрузка.

Обратная лопата применяется для рытья траншей и котлованов глубиной до 6 метров.
Все современные экскаваторы оснащены гидравлической системой управления рабочими органами и гидравлическим приводом хода, что обеспечивает работу агрегата с максимальными усилиями при минимальных габаритах их приводов.
Как устроен одноковшовый экскаватор. (см.рис.)

Основными составными частями современного экскаватора являются:
ходовая тележка, платформа агрегата, механизм поворота платформы, силовая установка—двигатель, кабина управления, стрела, рукоятка, ковш, гидроцилиндры— ковша, стрелы, рукоятки.

Ходовая тележка представляет собой опорную сварную раму, оснащённую гусеничной ходовой частью. Гусеницы увеличенной ширины, опираются на ролики, установленные на раме, передние звёздочки натяжные, задние—приводные. Привод передвижения осуществляется с помощью гидромоторов, которые получают рабочее давление масла от общей гидросистемы.

На верхней части опорной рамы ходовой тележки, расположен поворотный погон, поддерживающий поворотную платформу и, с помощью гидромотора и зубчатой передачи, обеспечивающий её поворот на 360О.

Кабина управления, установленная на поворотной платформе, содержит органы управления рабочими органами и ходом экскаватора, представляющие собой гидравлические распределители, приборы контроля и удобное место для водителя-оператора.
Стрела—основной несущий рабочий орган, представляет собой сварную балку, задней частью шарнирно закреплённую на поворотной платформе. На передней части стрелы шарнирно установлена рукоятка—двуплечий рычаг, шарнирно связанный с ковшом, который является съёмным рабочим органом.

Стрела рукоятка и ковш приводятся от парно размещённых гидроцилиндров двустороннего действия.
На поворотной платформе установлена силовая установка— дизельный двигатель, от которого получают крутящий момент насосы гидравлической системы.
Система управления рабочими органами.

Система управления экскаватором представляет собой комплекс агрегатов, который содержит:

гидравлический бак с насосами, гидравлические распределители с ручным управлением, жёсткие трубопроводы и шланги высокого давления.

Гидравлическая схема управления показана на рисунке (см. схему) и работает следующим образом:

Гидросхема, функционально подразделяется на два блока управления гидроцилиндрами и гидромоторами поворота платформы и хода экскаватора и гидроцилиндрами перемещения рабочих органов.
Гидросистема снабжена сдвоенным насосом 2 с регулятором мощности, который предназначен для регулировки расхода насоса в зависимости от внешней нагрузки, т.к. при увеличении рабочего усилия на рабочем органе его скорость уменьшается, а с уменьшением усилия—увеличивается, при этом мощность должна оставаться постоянной.

От первого блока насоса 2 рабочая жидкость—масло, подаётся в трёх золотниковый блок гидравлических распределителей 4, которые управляют гидроцилиндрами выносных опор 7( для экскаваторов на пневмоколесном ходу) , гидромотором поворота платформы 8 и гидромотором хода экскаватора 9. В эту секцию встроен предохранительный клапан, обеспечивающий слив масла при повышении давления выше допустимого.
Бесштоковая полость гидроцилиндра 7, при нейтральном положении гидравлического золотника, запирается гидрозамком 6, что не позволяет агрегату опуститься из-за утечек масла из системы.

К узлам гидравлических золотников, управляющих гидромоторами 8 и 9 , присоединён клапан 5, который обеспечивает плавность начала и конца движения управляемого органа.
От второй секции насоса 2 масло подаётся в блок золотников 13, который управляет ходом второго гидромотора 9, гидроцилиндрами стрелы 10, ковша 14 и рукоятки 12.
Когда все золотники блока 4 находятся в нейтральном положении, под действием пружин возврата, масло под давлением от первой секции насоса 2 , поступает через блок гидро золотников 4 в блок гидро золотников 13 , увеличивая скорость рабочих органов , управляемых этим блоком.

Между вторым и четвёртым гидро золотниками блока 13, установлен ещё один золотник, обеспечивающий при одновременном включении совмещение движений рукоятки, ковша, стрелы и поворота платформы. Блоки клапанов 5 обеспечивают плавность хода в начале и в конце движения рабочих органов.
Регулировка скоростей движения всех рабочих органов осуществляется с помощью дросселей, а чистота масла обеспечивается наличием фильтров. Вспомогательный насос 14 предназначен для заправки системы маслом через фильтр очистки. Гидросистема оснащена манометрами и термометром, для контроля состояния масла.

Современные экскаваторы сочетают в себе высокую производительность, низкую удельную энергоёмкость, универсальность, высокую удельную мощность, высокий уровень автоматизации, что делает их не заменимыми на любых видах строительных работ и при добыче рудных материалов.

Основные поставщики экскаваторов на современный рынок:

Комацу, Вольво, Джей Си Би, Катерпиллер, Дэу, Хитачи, Лейбхер. Хундаи, Робекс.

Если вы хотите прочитать про обзор мини экскаваторов, переходите по ссылке.

Источник http://allspectech.com/stroitelnaya/jekskavatory/s-pryamoj-lopatoj/obzor-modelei.html

Источник https://kalibrtractor.ru/spetstehnika/odnokovshovye-ekskavatory.html

Источник https://spec-machine.ru/dorojnaya/universalnii-odnokovshovii-ekskavator/

Источник