Особенности и назначение экскаваторных ковшей

Важнейшим типом строительной техники на любой стройплощадке, вне зависимости от ее масштабов, а также при проведении работ в карьерах, спасательных работ, ликвидации последствий разбушевавшейся стихии являются экскаваторы. Основным подвижным элементом данной техники, с помощью которого, собственно, и проводятся все требуемые землеройные и погрузочные работы, служат экскаваторные ковши, закрепленные на стрелах.

Экскаваторы устроены таким образом, что кабина, в которой находится оператор, вращается по кругу, соответственно разворачивая стрелу с ковшом в заданном направлении (на 180 градусов). Данная функция предусмотрена в полноприводных машинах. Что же касается неполноприводной техники, то здесь стрела отклоняется только под углом сорок пять – девяносто градусов.

Современные производители изготавливают экскаваторные ковши из высокотехнологичных материалов, обладающих повышенной прочностью, в частности, из низколегированной стали. Такие изделия способны выдерживать очень большие механические нагрузки, а также работать в условиях экстремально низких и экстремально высоких температур. Кроме этого, применяются покрытия из твердых сплавов, прошедшие дополнительную термическую обработку, благодаря которой увеличивается режущая функция и стойкость к износу. Весь производственный процесс находится под строжайшим контролем, поэтому в соблюдении всех необходимых технологических норм не приходится сомневаться.

Степень эффективности и скорость осуществления рабочего процесса напрямую зависят от размеров и конструктивных особенностей ковшей. На сегодняшний день производители выпускают большое разнообразие их моделей и модификаций. По предназначению экскаваторные ковши классифицируются на прямоугольные, зачистные, профильные, планировочные, погрузочные, скальные, траншейные, скелетные и ковши-рыхлители.

Ковши-рыхлители

Рыхлители отличаются ступенчатым расположением зубьев, благодаря чему они применяются как для выемки грунта, так и при рыхлении мерзлой земли, проведении рабочих операций на скальных грунтах. С их помощью можно даже дробить камни. Разработка тяжелого грунта с многочисленными каменистыми включениями осуществляется с помощью специальных скальных моделей.

Погрузочные ковши

Погрузочные ковши, представленные на странице сайта http://www.kraneks.ru/ru/node/85, используются для погрузки и разгрузки сыпучих и рыхлых материалов, плотность которых не превышает 1100 кг/м3. Такие изделия отличаются облегченной конструкцией. При необходимости на них можно установить элементы, обеспечивающие дополнительную защиту боковых швов, ребер, пространства между зубьями. Погрузочные ковши могут быть установлены на строительную технику различных типов – стандартные и мини-экскаваторы, фронтальные погрузчики. С их помощью производятся работы на рыхлых видах грунта, включая шлаки и песок, на растительных и торфяных грунтах.

Планировочные ковши

Планировочные ковши незаменимы в процессе проведения очистных и планировочных работ. С их помощью обрабатываются дорожные и речные откосы, каналы, насыпи. Если нужно вырыть узкую траншею, необходимую для прокладки кабеля или трубопровода, никак не обойтись без специального траншейного ковша. Профильные модификации используются не только для землеройных операций, но и в целях углубления траншей и каналов, угол откосов которых составляет от сорока пяти до восьмидесяти градусов.

Зачистные ковши

Зачистные ковши относятся к облегченным конструкциям, что объясняется основной сферой их использования. Так, они идеальны для зачистки русел рек, водоемов и каналов от ила, мусора, прочих растительных отложении. Кромка такого ковша острая, но не имеет зубьев, чтобы все необходимые работы можно было бы выполнять максимально легко. Подобные изделия выдают себя наличием отверстий на днище и боковых стенках, чтобы излишняя жидкая фракция могла свободно вытекать обратно в водоем.

Профильные ковши

Профильные ковши, именуемые еще трапециевидными, предназначены для организации траншей, рвов, каналов, сточных канав и прочих подобных объектов, а также для очистки каналов, кюветов и русел рек. Боковые стенки такого ковша скошены, чтобы облегчить работы по рытью каналов и обеспечить возможность выполнения работ под любым наклоном. Подобное строение позволяет создавать откосы, предотвращающее попадание грунта обратно в углубление. В зависимости от потребностей и особенностей каждого конкретного объекта наклон можно менять. В зависимости от особенностей почвы, на которой ведутся работы, профильный ковш может дополнительно оборудоваться зубьями или бокорезами, чтобы проникать в грунт было легче.

Скальные ковши

Скальные ковши предназначены для разработки мерзлых предварительно разрыхленных грунтов, для работы с твердой породой в скалистой местности. Эти ковши отличаются повышенной надежностью, износоустойчивостью и прочностью, так как выполнение предназначенных работ выдвигает соответствующие требования. Днище таких ковшей оснащено наварной защитой, а в комплекте могут быть коронки или бокорезы, чтобы облегчить работы. Подобными ковшами также можно осуществлять погрузку материалов, но использовать с такой функцией приемлемо лишь в тех случаях, когда обычные погрузочные ковши не справляются. Так, они используются, когда необходимо погрузить твердые тяжелые материалы, типа строительного мусора или скальных обломков.

Траншейные ковши

Траншейные ковши – самые аккуратные и небольшие как по объему, так и по ширине, которая составляет от 30 до 65 см. Данные параметры позволяют использовать такой ковш при рытье траншей прямоугольного сечения, каналов, при прокладке трубопроводов и коммуникаций. К преимуществам траншейных ковшей относится возможность использовать их практически в любых условиях и труднодоступных местах: в городской местности, где пространство, как правило, ограничено, на промышленных объектах и т.д. Форма ковша позволяет получить траншеи с прямыми ровными стенками и достаточной глубины. Более того, он подходит для работы с любым типом грунта: песок, глина, суглинок, гравий одинаково хорошо поддаются его воздействию.

Ковш «прямая лопата»

Ковш «прямая лопата» необходим в том случае, когда работы ведутся выше уровня нахождения экскаватора. Противоположное назначение имеет ковш «обратная лопата», который пригодится при необходимости вести работы ниже уровня экскаватора, а это, например, подготовка траншей, котлованов и т.д.

Скелетные ковши

Скелетные ковши, которые также называются решетчатыми или просеивающими, свое предназначение, как и остальные виды данной техники, выдают уже названием. Они незаменимы, когда нужно погрузить камни или разделить их на отдельные фракции. Благодаря особенностям конструкции и наличию решетки из грунта можно извлекать крупные частицы, отсеивая при этом мелкие фракции.

Приведенный обзор экскаваторных ковшей наглядно демонстрирует тот факт, что различные виды работ следует выполнять посредством специально разработанных для этого изделий, – это позволяет добиться наилучших результатов в предельно короткие сроки.

Особенности разработки котлована экскаватором, выбор техники и сколько стоит работа

От котлована зависит надежность всего будущего здания. Выкопать котлован быстро и получить качественную площадку для дальнейшего строительства, значит сэкономить время и деньги.

Котлован необходим чаще всего для создания фундамента или основания строящегося объекта.

Разработка котлована — составная часть земляных работ с применением спецтехники.

Когда нужна техника?

Экскаваторы – специальные машины, способные в кратчайшие сроки разрабатывать грунт в больших объемах. Без их возможности быстро и точно выполнить задачу, весь строительный процесс затянется на длительное время. Экскаватор имеет производительность до 100 кубометров грунта в час.

Важно предусмотреть, чтобы он не простаивал, т.е. обеспечить своевременный вывоз выкапываемого грунта. Для этого необходимы грузовые машины с отвалами, минимум две. Экскаватор может вырыть грунт и сразу сгрузить в кузов.

Пока один грузовик отвозит грунт, второй становится на погрузку. Такая схема ускоряет процесс. Чем дальше расстояние до места выгрузки грунта, тем больше грузовиков привлекается к работе.

Уже после разработки котлована, в ход идет миниатюрная техника и рабочие. Они доделывают все детали стен, дна, укрепляют стены при необходимости, выравнивают места, недоступные ковшу экскаватора.

Критерии выбора оборудования для копки

Выбор типа и модели спецтехники — сложная задача и зависит от некоторых факторов. При разработке котлована для фундамента в основном применяют высокопроизводительные полноповоротные экскаваторы. Они могут быть на колесном или гусеничном ходу.

При этом учитывается:

• объем планируемых работ;
• конфигурация котлована;
• тип грунта, наличие грунтовых вод, заболоченность участка;
• текущее состояние стройплощадки;
• стесненность условий, возможности для маневров;
• наличие проложенных подземных коммуникаций;
• расположение объекта. возможности подъезда к объекту работы;

Виды машин и что они делают?

Теперь кратко о видах, конструкции и принципах работы.

Экскаватор – это специальная машина, предназначенная для копки грунта ковшом. В нем установлен бензиновый или дизельный двигатель, который при помощи гидравлики передает усилие на ковш, т.е. заставляет его копать. Эта же гидравлика вращает кабину.

По форме рабочего инструмента

Выделяют следующие виды экскаваторов:

• Прямая лопата — внутренности ковша повернуты в обратную сторону от оператора. Прямой лопатой производится забор грунта снизу вверх. Таким образом, выравнивается свисающий утес котлована. Схема работы простая — ковш погружается снизу, зачерпывает грунт за счет движения вниз и прямо. Данный тип техники в основном используется при карьерных разработках грунта.
• Обратная лопата — в строительстве чаще встречаются экскаваторы с обратной лопатой. Ковш развернут к оператору, т.е. движение происходит вниз и к себе. Применяются для копки котлованов, траншей или других земляных работ, где нужна точность.;
• Грейфер – мощный большой двойной ковш, которым зачерпывается грунт. Часто используется на стройке и устанавливается на кранах. Иногда и экскаваторщики пользуются таким навесным оборудованием. По внешнему виду и принципу работы он похож на челюсти. Его опускают в открытом виде на разрабатываемый грунт, потом поднимая, смыкают ставни. Под действием своего веса грейфер закрывается, при этом захватывает с собой определенный объем грунта.
• Драглайн — практически не применяются на стандартной стройке. Имеет прямой ковш, который перемещается по стреле. Приводится в движение сложной системой тросов. Драглайном роют шахты и некоторые котлованы.

Кроме типа ковша экскаваторы делятся на одно- и двухковшовые:

1. Одноковшовый — классический, мобильный, средней производительности.
2. Двухковшовый — более мощные, имеет обычно обратную лопату и бульдозерный ковш. Лопату устанавливают сзади, бульдозерный ковш – в передней части машины. Такая конструкция намного повышает функциональность. Кабина поворачивается на 360 градусов. Оператор в одном положении контролирует ходовую часть и бульдозерный отвал, в другом – фиксирует машину на опорах и вырабатывает грунт.

По типу ходовой части

Существуют колесные или гусеничные.

Машины на колесной основе – мобильные и удобные, но не к любому объекту смогут подъехать.

Колесо можно проколоть, например, арматурой, которой достаточно на любой стройке. Гусеничному такие участки не страшны.

Они обладают высокой проходимостью. Из-за своего большого веса им не нужна дополнительная стабилизация.

Тем не менее, им нельзя длительное время работать на асфальтовом или бетонном покрытии из-за вероятности повреждения или полного разрушения такого покрытия.

Заказывая гусеничный экскаватор нужно учесть возможность доставки на участок машины. Т.е., если будущий котлован находится далеко, гусеничный придется транспортировать на колесном тягаче. Это увеличит стоимость аренды данной спецтехники.

Технология копки рабочей техникой

Для того, чтобы копать котлован нужен не только экскаватор. Нужно обеспечить вывоз грунта со стройплощадки, организовать, при необходимости, доработку другой мобильной техникой или вручную (лопатой) формы котлована, возможно, укрепить стены.

Итак, очередность этапов процесса:

1. Геология. Анализ грунта, почвы, подбор оборудования;
2. Сканирование почвы. В грунте могут быть коммуникации – электричество, вода, газ, что угодно. Если есть, необходимо их отключить и обвести вокруг будущего котлована.
3. Разработка грунта с одной стороны, съем первого слоя.
4. Организация подъездных путей. В основном для вывоза грунта.
5. Копка котлована, одновременно укрепление стен, при необходимости.
6. Места, недоступные ковшу выравнивают, дорабатывают вручную (лопатой) или другими механическими приспособлениями.

Весь процесс с помощью нивелиров и теодолитов контролируют геодезисты.

Схема разработки котлована экскаватором с ковшом прямая лопата:

Схема разработки котлована экскаватором с ковшом обратная лопата:

При проведении земляных работ должны соблюдаться СНиП и положения справочного приложения 1 СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты.

Цена рытья за 1 куб

Полная стоимость рытья и работ по разработке котлована рассчитывается на основе сметы, которая включает:

• стоимость услуг доставки техники на объект,
• работу самосвалов,
• утилизацию грунта (расстояние вывоза),
• сопровождение геодезистов и инженеров,
• уборку территории и т.д.

Если котлован глубокий — необходимость монтажа откосов или шпунтованного ограждения. При расчете объема вырабатываемого грунта нужно учесть, что вывозимый грунт имеет взрыхленное состояние и больше примерно 1,3 раза.

Цена за копку 1 куба котлована в основном зависит от полного объема работ. Ориентировочная стоимость по московскому региону, руб.:

Плюсы и минусы применения

Использование экскаваторов в строительстве, как и любая механизация, значительно сокращает сроки и затраты ресурсов на выполнение задачи. При этом выработанный грунт тут же загружается на самосвал, вывозится, если нужно, или складируется в отдельном месте.

Этот грунт может понадобиться на дальнейших этапах стройки – для укрепления других конструкций, для планирования ландшафта и т.д.

В случае аренды, исполнитель предоставит специалиста по управлению и обслуживанию техники, а заказчик не несет затрат на хранение и ремонт.

Разные типы экскаваторов имеют свои преимущества и недостатки.

Машины на колесном или пневмоколесном ходу имеют высокую скорость передвижения и маневренность по сравнению с гусеничными. Для них нет ограничений при работе в городской черте.

Небольшой радиус поворота платформы у большинства моделей колесного типа, позволяет использовать их на улицах, не мешая другому транспорту, а также максимально близко к зданиям.

Основное его преимущество – возможность самостоятельно доехать до объекта, используя дороги общего пользования. Также колеса наносят меньше вреда растительному ландшафту на месте строительства. Иногда это является одним из основных факторов при выборе типа экскаватора.

В то же время они менее проходимы и имеют меньшую производительность по сравнению с гусеничными. Они ограничены в использовании на грунтах с малой несущей способностью. На песчаной или болотистой поверхности колесные могут пробуксовывать и проседать в грунт.

Самые компактные экскаваторы имеют ковш объемом от 0,04 куб. м. Модели среднего класса — до 2 куб. м. Вес машины обычно не превышает 25 тонн. При увеличении веса возрастает нагрузка на ось, ограничивая возможность передвижения своим ходом.

Плюс гусеничных машин – возможность работы практически на любом грунте и для них неважно наличие дорог. Эта спецтехника имеет высокую производительность, улучшенную устойчивость, способность работать при любых погодных условиях. Это достигается за счет большего веса машины, приближенности центра тяжести к земле и большей площади соприкосновения с поверхностью.

Для повышения устойчивости у колесных экскаваторов используют аутригеры — специальные выносные опоры. Это также снижает риск сползания машины при загрузке ковша.

Они способны вырывать плотный грунт и выкапывать более глубокие котлованы. Также считается, что они обладают высокой топливной эффективностью.

Основной минус гусеничной машины – проблемы с транспортировкой. Обычно такая техника самостоятельно передвигается только по рабочей территории. Чтобы доставить экскаватор к месту копки, нужна специальная грузовая платформа (трал). Это дополнительные затраты для заказчика.

Выбор экскаватора в основном зависит от функциональных возможностей техники и поставленной задачи. Если позволяет грунт, колесная техника предпочтительнее при разработке небольшого карьера, выемке относительно ограниченного объема грунта. В остальных случаях эффективнее использовать более производительные гусеничные экскаваторы.

Заключение

Экскаватор – один из основных видов спецтехники, применяемых в землеройных работах. Она производится в различных вариациях. Отличаются характеристики, база, навесное оборудование. Выбор зависит от условий эксплуатации, типа грунта, подъездных путей, объема работ. Выбор конкретного типа экскаватора, модели зависит напрямую от технического задания и условий работы.

Обратная и прямая лопата гидравлического 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.

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.

Что такое экскаватор драглайн

Англоязычное слово dragline не имеет аналогов в русском языке. Оно состоит из двух частей: drag – это глагол «тянуть», а line – «линия». В простонародье эту специальную машину иногда называют «тянуша».

Внешне она представляет собой экскаватор с одним ковшом. Однако конструкция этого вида техники сильно отличается от обычного экскаватора. У драглайна есть стрела, протяженность которой может быть до сотни метров.

Эта техника позволяет выполнять землеройные работы повышенной сложности на увеличенной глубине, выгружать большие объемы грунта из земли на ее поверхность и забрасывать ковш на большие расстояния. Эти показатели у данного вида спецтехники в разы выше, чем те, что имеют прямую лопату, обычный одноковшовый экскаватор, обратная лопата.

Драглайн предоставляет широкие возможности использования.

Его возможности позволяют выполнять работы на отдаленных и труднодоступных территориях. Машина справится с задачами, которые непосильны другой спецтехнике. Но эффективности можно достичь только при наличии у оператора соответствующего опыта.

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

Работа ОЛ с составной стрелой.

В исходном положении шток г/ц 5 втянут–рукоять 7 поднята, шток г/ц 11 выдвинут–стрела в сборе поднята, шток г/ц 6 втянут–ковш 9 поднят. Для осуществления рабочего цикла копания необходимо втягивание штока г/ц 11, выдвижение штоков г/ц 5 и г/ц 6, для чего подаётся масло в соответствующие полости г/ц, ковш зубьями касается грунта, усилием г/ц внедряется в него и заполняется.

Для разгрузки ковша операции выполняются в обратном порядке и, после выгрузки грунта, цикл повторяется. Для уменьшения времени всего цикла, некоторые операции совмещаются, что зависит от опыта работы и умения оператора экскаватора и способствует повышению производительности.

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

Устройство и работа ПЛ.

Существуют две конструкции ПЛ: с неповоротным и с поворотным ковшом, которые применяются в зависимости от качеств грунта и места применения, которые во многом повторяют конструкции элементов ОЛ.

ПЛ с неповоротным ковшом (рис.3а) содержит: стрелу 1, рукоять 2, связку 3, зубья ковша 4, ковш 5, рычаги днища ковша 6, г/ц 7, 8, 9.

В исходном положении штоки всех г/ц выдвинуты и, для начала процесса копания, оператор втягивает шток г/ц 8 –рукоять поворачивается вниз, втягивая шток г/ц 9–поворачивает стрелу вниз, устанавливая зубья ковша перед местом копания.

Затем, оператор, выдвигая шток г/ц 8, поворачивает рукоять и при усилии всех г/ц, происходит процесс заполнения ковша.

Манипулируя управлением всех г/ц, оператор регулирует заглубление ковша в грунт и, после его заполнения, поднимает стрелу, поворачивает платформу, перемещая ковш в позицию разгрузки.

Для разгрузки ковша втягивается шток г/ц 7, управления его днищем, которое откидывается и грунт, под действием собственного веса, высыпается. Затем рабочий цикл повторяется. Для повышения производительности оператор совмещает работу всех органов в соответствии последовательностью их применения.

Устройство и применение ПЛ с поворотным ковшом (рис.3б) практически полностью идентично устройству с неповоротным, за исключением конструкции и работы привода его разгрузки, при котором, грунт из ковша высыпается методом его поворота с помощью системы рычагов приводимых г/ц .

Если вы хотите прочитать по валковые дробилки, переходите по ссылке.

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

Прямая лопата:

Назначение прямой лопаты: рыхлить, снимать, копать грунт (слои земли, горные породы и прочее) выше уровня расположения техники.

Конструкция прямой лопаты являет собой ковш, соединенный с рукоятью, которая при помощи шарниров крепится к стреле. Последняя, тоже шарнирным типом, крепится к вращающейся платформе, установленной на шасси-основе.

Применительно к типу привода, перемещение ковша и рукояти может быть:

– подвижным – опрокидывание ковша обеспечивают цилиндры (гидравлический);

– без движимым – высыпание материала происходит через открывающееся днище ковша (механический).

Число выполняемых в одном цикле операций у прямой лопаты мало, а усилие копания – максимально среди всех видов основного рабочего оборудования, поэтому она считается наиболее производительной.

Основное использование прямой лопаты – разработка земных недр и загрузка материалов в технику.

Рабочий цикл прямой лопаты включает:

– загрузку ковша материалом;

– поворот платформы по заданному вектору;

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.

Японские драглайны

В нашей стране востребована техника производства Hitachi (Япония). Азиатские машины характеризуются высоким качеством и длительностью срока эксплуатации. Конструкция экскаватора считается прочной и выносливой.

Одна из популярных моделей этого японского производителя — ZX330-3. Экскаватор работает на гусеничном ходу. Имеет удлиненную стрелу. Это надежная техника весом 40 тонн зарекомендовала себя при работе в неблагоприятных и особенно сложных природных условиях. Объем ковша у этой модели — 1,4 кубометра, а длина его стрелы — 6,4 метра. У машины дизельный мотор. Экскаватор отличает повышенная маневренность — радиус разворота платформы составляет без малого 3,5 метра, а скорость поворота — 10 оборотов в 7 минут.

Конструкция усилена за счет боковых ступеней, а высокую степень безопасности обеспечивает защита передней секции стрелы и платины на опорах. Удлиненная машина ZX330-3 работает на гусеничном движителе.

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»

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

Остро востребована на рынке инновационная разработка компании – гусеничный экскаватор, имеющий прямую лопату Doosan S 500LC-V SFS.

Он позволяет проводить выемку грунта на значительной глубине.

Источник https://remstroiblog.ru/natalia/2015/10/25/osobennosti-i-naznachenie-ekskavatornyih-kovshey/

Источник https://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/kotlovan/razrabotka/ekskavatorom

Источник https://zsm-miass.ru/stroitelstvo/obratnaya-lopata.html

Источник