Экскаваторы с гидроприводом.

Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом.

Экскаваторы с гидравлическим приводом (рис. 1.1) на современном уровне составляют большую часть одноковшовых строительных экскаваторов. Практика показала, что по сравнению с механическими экскаваторами при одинаковой мощности двигателя, гидравлические имеют на 20 — 30% меньшую металлоемкость и значительно более высокую производительность. Объясняется это меньшей металлоемкостью гидровлического привода относительно механического. Во время работы гидровлический привод экскаватора обеспечивает принудительное перемещение рабочего оборудования в любом направлении с заданными скоростями, большое количество основных и вспомогательных движений рабочего оборудования, различные углы поворота рабочего оборудования, что позволяет не только повысить производительность, но и расширить технологические возможности .

Основные виды рабочего оборудования одноковшовых гидравлических экскаваторов приведены на рис. 1.2. Схема гидравлического экскаватора с оборудованием «прямая лопата» приведена на рис. 1.2, а. Рабочее оборудование имеет шарнирно закрепленную на поворотной платформе стрелу 2, к которой шарнирно присоединена рукоятка 4. К рукоятке 4 прикреплен ковш 6. Гидроцилиндры 1, 3 и 5 возвращают все элементы.

Рис. 1.1 — Общий вид гидравлического экскаватора с оборудованием «прямая лопата»

Почти 90% всех гидравлических экскаваторов изготавливают с рабочим оборудованием «обратная лопата» (рис. 1.2, б). К стреле 2 шарнирно прикрепляют рукоятку 4, к которой прикрепляют ковш 6. Все элементы управляются гидроцилиндрами 1, 3 и 5.

На гидравлический экскаватор можно установить и грейферный ковш (рис.1.2, в). При разработке он погружается в грунт принудительно с помощью гидроцилиндров рабочего оборудования. Это позволяет разрабатывать как сыпучие так и твердые грунты. Створками ковша 6 управляют с помощью гидроцилиндра 7. Когда необходимо обеспечить большое вертикальное перемещение грейферного ковша, между рукояткой и ковшом дополнительно монтируют телескопическую штангу (например, при строительстве подземных сооружений методом «стена в грунте»).

Рис.1.2 — Основные виды рабочего оборудования одноковшовых гидравлических экскаваторов:

a, б — соответственно «прямая» и «обратная» лопаты; в — грейфер; 1 — гидроцилиндры подъема и опускания стрелы; 2 — стрела; 3, 5 — гидроцилиндры поворота соответственно рукоятки и ковша; 4 — рукоятка; 6 — ковш; 7 — гидроцилиндр управления створками ковша

До 6% гидравлических экскаваторов изготавливают с телескопическим рабочим оборудованием. Такие экскаваторы универсальнее, их можно применять для планирования склонов, зачистки дна, стенок котлованов и др.

Конструктивные схемы гидравлических экскаваторов с оборудованием «обратная лопата» 3 размерной группы приведены на рис. 1.3. На поворотной платформе шарнирно прикреплена главная стрела 6, подъем стрелы осуществляется гидроцилиндрами 11. На рукоятке 8 шарнирно прикреплен ковш 10, он может возвращаться гидроцилиндром 9.

Гидравлические экскаваторы оснащают переменным оборудованием гидро- или пневмомолот и применяют такие экскаваторы для уплотнения дна котлованов и разработки мерзлых грунтов.

Рис. 1.3 — Конструктивные схемы гидравлических гусеничных экскаваторов 3-й размерной группы ЭО-3122 (а) и ЭО-3121 (б) с оборудованием обратная лопата:

1 — ходовая тележки; 2 — поворотная платформа; 3 — капот; 4 — силовая установка; 5 — кабина; 6 — главная стрела; 7, 9, 11 — гидроцилиндры рукоятки, ковша и стрелы; 8 — рукоятка; 10 — ковш

Техническая производительность, м³ / ч, одноковшовых экскаваторов при копании грунтов составляет:

где q — вместимость ковша, м3;

K_н — коэффициент наполнения ковша,

K_н = 0,9 … 1,2; Kp — коэффициент рыхление почвы, Kp = 1,15 … 1,4;

t_ц — продолжительность рабочего цикла, с.

Экскаваторы непрерывного действия

К экскаваторам непрерывного действия относятся многоковшовые землеройные машины с рабочим органом в виде ковшовой цепи или ковшового колеса.

Экскаваторы непрерывного действия по назначению делятся на траншейные; для строительства дренажных систем; мелиоративные и канальные (для разработки, ремонта и очистки каналов) карьерные.

Траншейные экскаваторы

Траншейные экскаваторы используют для рытья траншей и щелей прямоугольного и трапециевидного профиля под трубопроводы, канализационные и теплофикационные системы, линии связи и электроснабжения, для рытья траншей под ленточные фундаменты, для выполнения гидротехнических и мелиоративных работ. Их изготавливают как экскаваторы продольного копания.

Система индексации экскаваторов непрерывного действия продольного копания имеет обозначение ЕТ — экскаватор траншейный. Тип рабочего органа означает буква Р — роторный; Л — цепной (ЕТР, ЭТЛ). Через тире записывают три цифровых обозначения (ЕТР-203А). Первые две цифры указывают на главный параметр траншейного экскаватора — глубину копания, третья цифра — это порядковый номер модели A — первая модернизация.

Траншейный экскаватор состоит из базового пневмоколесного или гусеничного тягача, который обеспечивает перемещение машины и рабочего оборудования, в состав которого входит рабочий орган для разработки и отвальный, устройство для транспортировки грунта в поперечном направлении относительно направления движения машины; оборудование для подъема и опускания рабочего органа.

Рабочее оборудование может быть навесным, прицепным или полуприцепным к базовой машине. Элементы, которые разрабатывают грунт, в цепных траншейных экскаваторов закреплены на одной или двух тяговых цепях, в роторных — на жестком колесе-роторе. Чаще всего траншейные экскаваторы оборудуют ковшами. Траншейные экскаваторы, как правило, перемещают грунт отсыпая его параллельно траншее. Траншею заданного профиля и размеров выполняют за один проход. Производительность таких экскаваторов в 2 — 3 раза выше, чем в одноковшовых, значительно выше качество работ и меньшие энергозатраты. Траншейные экскаваторы разрабатывают грунты I — III категорий, как в нормальном состоянии, так и мерзлые грунты.

Цепные экскаваторы

Конструктивная схема цепного навесного траншейного многоковшового экскаватора приведена на рис. 12.3. На базовом тягаче (рис. 1.3, a) с помощью жестких тяг 9 и рамы 2 закреплена ковшовая рама 7. В верхней и нижней частях рамы установлены ведущие 4 и натяжные 8 звездочки, их охватывают тяговые цепи 5 с закрепленными ковшами 6. В процессе работы при одновременном движении базового тягача и ковшей, каждый ковш срезает стружку постоянного сечения, которая наполняет его. В верхнем положении, обходя ведущую звездочку 4, каждый ковш опрокидывается, высыпая грунт на ленточный отвальный конвейер 3 влево или вправо; можно высыпать грунт соответственно справа или слева от траншеи.

Из рабочего положения в транспортное машина переводится гидроцилиндром 1. При втягивании штока гидроцилиндра 1, верхняя часть ковшовой рамы 7 перемещается влево, а нижняя поднимается.

Рис. 1.3 — Конструктивная схема цепного многоковшового траншейного экскаватора:

1 — гидроцилиндр подъема и опускания рабочего органа; 2 — рама; 3 — ленточный отвальный конвейер; 4,8 — ведущая и натяжная звездочки; 5-тяговая цепь; 6 — ковш; 7 — ковшовая рама 9 — жесткая тяга

Гидроцилиндром 1 регулируется глубина разработки траншеи. Если ее надо углубить, увеличивают ковшовую раму 7 и тяговые цепи и устанавливают больше ковшей. Ширина траншеи определяется размером ковшей.

Роторные экскаваторы

Роторные экскаваторы применяют для устройства траншей глубиной 1,4 — 3,0 м и шириной 0,6 — 1,2 м. Базовой машиной является трактор, рабочим оборудованием роторные колесо, оборудованное ковшами.

Роторные траншейные экскаваторы чаще всего изготавливают по полуприцепной схеме (рис. 1.4). К задней части базового трактора 1 прикрепляется вертикальная направляющая рама 4, в которой на катках передвигается передняя часть роторной рамы 8. На катках 7 установлен ротор 11, где смонтировано ковши 5. Во время работы экскаватор движется поступательно, а ротор вращается, каждый ковш срезает серповидную стружку и заполняется грунтом. Далее ковш транспортирует грунт вверх, переворачивается, высыпает грунт на ленточный конвейер, который отводит его в сторону, образуя отвал, параллельный траншеи. Чтобы грунт преждевременно не высыпался из ковша, на роторной раме закрепляют радиусную направляющую 13.

В процессе работы роторная рама передней частью опирается на базовый трактор, а задней — на пневматические колеса 9. Для зачистки и сглаживания дна траншеи устанавливают зачистной башмак 10. При копании траншеи со склонами, на роторной раме устанавливают ножевые элементы 12.

Рис. 1.4 — Роторный траншейный экскаватор:

а — конструктивная схема; б — продольный разрез стружки; в — вид со стороны рабочего органа; 1 — базовый трактор; 2 — гидроцилиндр подъема и опускания роторной рамы; 3 — цепь; 4, 8 — направляющая и роторная рамы; 5 — ковш; 6 — отвальный ленточный конвейер; 7 — каток; 9 — пневматическое колесо; 10 — зачистной башмак; 11 — ротор; 12 — ножевые элементы; 13 — направляющая роторных рам, которую поднимают и опускают гидроцилиндром 2 и цепью 3, конец которого закреплен на передней части роторной рамы.

При переводе из рабочего положения в транспортное переднюю часть роторной рамы постепенно поднимают, уменьшая глубину траншей, и пневматические колеса 9 выкатываются на поверхность. Ротор погружается в грунт под действием массы рабочего оборудования. Глубина копания зависит от диаметра ротора и не превышает 2,5 м.

В передней части ковшей устанавливают сменные зубцы. При разработке мерзлых грунтов, монтируют специальные зубцы, армированные износостойкими пластинами. При этом используют специальную схему их размещения, которая позволяет разрабатывать грунт на крутых склонах, а также это уменьшает энергоемкость процесса. Копание мерзлого грунта ведется на пониженных скоростях тягача и рабочего органа, при этом производительность экскаватора снижается в 3 — 5 раз.

Для рытья узких траншей и щелей в мерзлых грунтах применяют фрезерные машины, в которых ротор представляет собой диск с закрепленными по ободу сменными резцами.

Скорость движения рабочих органов траншейных экскаваторов не превышает 2,2 м / с, а рабочая скорость машины составляет 6 — 300 м / час. Энергия от двигателя к рабочим органам передается с помощью механической, гидравлической или электромеханической трансмиссией. Транспортная скорость таких экскаваторов составляет 0,5 — 22 км / ч, производительность 80 — 16 м 3 / ч; вместимость ковша 16 — 45 литров.

Определение производительности

Техническая производительность, м³ / ч, многоковшовых экскаваторов определяется:

Самый большой карьерный гидравлический экскаватор с гибридной технологией

— 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 фронтального погрузчика , где тяговое усилие при загрузке ковша создаётся перемещением корпуса машины.

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

Содержание

• 1 Размерные группы
• 2 Классификация 2.1 По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности 2.1.1 Полноповоротные
• 2.1.2 Неполноповоротные

2.2.1 Навешиваемые на тракторы

2.4.1 С групповым механическим канатным приводом (механические)

Технические характеристики

Массогабаритные. ЭКГ-5А — среднетоннажный лопатный механизм карьерного типа. Масса с учётом противовеса составляет 197 тонн. Ширина гусениц – от 900 до 1400 мм. Ковш способен принять от 4,6 до 6,3 кубических метров насыпной горной породы. Передвигаясь по периметру карьера, машина развивает скорость 0,55 км/ч. Наибольший уклон при подъёме в гору составляет 12о. Длина хода гусеничного механизма – 5,83 м.

Подъёмно-поворотные. Длина стрелы экскаватора – 10,5 м, угол наклона – 45о.

1. Копания – наибольший 14,5 м, на уровне стоянки 9,3 м.
2. Выгрузки (наибольший) – 12,65 м.

Машинист экскаватора ЭКГ может поворачивать платформу вокруг своей оси. Радиус поворота — 5,25 м. Самая большая высота, с которой осуществляется выемка породы – 10,3 м. Ковш может подниматься со скоростью до 0,87 м/с. Силовая установка ЭКГ-5А позволяет развивать подъёмное усилие до 50 тс.

Рабочий цикл. Цикл поворота платформы экскаватора на 90о длится 23 секунды. Частота вращения платформы – до 3,5 оборотов за 1 минуту. Напорное усилие при постоянной скорости 0,45м/с составляет 20,5 тс.

• Характеристики ковша:
• Тип устанавливаемого ковша — обратная лопата.
• Наименьшая вместимость устанавливаемого ковша — 4.6 метра кубических.
• Наибольшая вместимость устанавливаемого ковша — 6.3 метров кубических.
• Максимальный радиус копания — 14500 миллиметров.
• Максимальный радиус выгрузки ковша — 12650 миллиметров.
• Максимальная высота копания — 10300 миллиметров.
• Максимальный радиус копания на уровне грунта — 9040 миллиметров.
• Максимальная высота выгрузки ковша — 6700 миллиметров.
• Полная масса стандартного ковша — 9935 килограмм.
• Полная длина стандартного ковша — 2450 миллиметров.
• Полная ширина стандартного ковша — 2190 миллиметров.
• Полная высота стандартного ковша — 2560 миллиметров.

Двигателя:

• Тип устанавливаемого двигателя — электрический.
• Модель устанавливаемого двигателя — Аг-М.
• Конструкционная масса двигателя — 2000 килограмм.
• Наибольшая мощность на выходе — 250 киловатт/339.9 лошадиных сил.

Тормозная система

Для управления тормозной системой, механизмами поворота и напора на экскаватор установлен пневматический привод. Также с его помощью производится очистка оборудования. Управляющий компрессор – одноступенчатый:

1. Число цилиндров – 2.
2. Скорость подачи – 580 литров в минуту.
3. Давление – 0,7 МПа.

Габаритные размеры:

• Полная длина рукоятки — 7915 миллиметров.
• Полная ширина рукоятки — 1774 миллиметра.
• Полная длина стойки — 6450 миллиметров.
• Полная ширина стойки — 1400 миллиметров.
• Габаритная длина поворотной платформы — 8100 миллиметров.
• Ширина поворотной платформы — 5000 миллиметров.
• Габаритная высота поворотной платформы — 1200 миллиметров.
• Полная длина гусеничной рамы — 5500 миллиметров.
• Полная ширина гусеничной рамы — 750 миллиметров.
• Полная высота гусеничной рамы — 1000 миллиметров.
• Полная длина нижней рамы — 3000 миллиметров.
• Полная ширина нижней рамы — 3000 миллиметров.
• Полная высота нижней рамы — 1680 миллиметров.
• Конструкционная длина кабины — 2360 миллиметров.
• Конструкционная ширина кабины — 1350 миллиметров.
• Конструкционная высота кабины — 2760 миллиметров.
• Ширина башмаков гусеничных лент (вариант 1) — 900 миллиметров.
• Ширина башмаков гусеничных лент (вариант 2) — 1100 миллиметров.
• Ширина башмаков гусеничных лент (вариант 3) — 1400 миллиметров.
• Наименьший дорожный просвет под поворотной платформой — 1890 миллиметров.
• Наименьший радиус поворотной платформы — 6700 миллиметров.

Характеристика канатов

Габаритные размеры и масса основных узлов и агрегатов

Электрическое оборудование

На поворотной платформе установлены элементы электрооборудования (трансформатор и распределитель), лебёдка, поворотные редукторы и компрессор. Чтобы обеспечить безопасность выемочных работ, снаружи рабочие узлы экскаватора герметизированы кузовом.

ЭКГ-5А оснащён приводом типа Г-Д (генератор-двигатель). Для обеспечения рабочих характеристик установлен магнитный усилитель (МУ). Тип электросхемы – однолинейный. Главный электродвигатель АЭ113-4У2 развивает полную мощность 250 кВт. К электросети экскаватора подводится ток со следующими характеристиками:

1. Частота — 50Гц.
2. Напряжение — 6кВ.

Питание и работа механизмов системы осуществляется от высоковольтной точки. За полчаса непрерывной деятельности ЭКГ-5А потребляет электроэнергии от 250 до 275 кВт. В работе экскаватора применяются два вида кабеля:

• КШВГ-3 х 16 + 1 х 6;
• КШВГ-Т — 3 х 25 +1 х 10.

Источником управления электродвигателя служит распределительное устройство, которое снабжено:

• выключателем, выдерживающим силу тока до 1.25 А;
• ручным приводом;
• предохранителем на 8 и 16 А.

В целях безопасности экскаватор ЭКГ-5А имеет надежную систему заземления.

Оно проводится по контуру через специальную жилу. Стабильную и сбалансированную работу обеспечивают соответствующие блоки и узлы.

Электросхема ЭКГ 5А

Размерные группы

В СССР/России используется следующая система размерных групп одноковшовых экскаваторов:

1. Мощность двигателя может выходить за пределы, указанные в размерной группе
2. Фактический объём ковша (с «шапкой») больше геометрического на 15 %-30 %.
3. При работе на тяжёлых грунтах экскаваторы оборудуются ковшами меньшего объёма
4. На железнодорожные, плавучие и шагающие экскаваторы, указанные размерные группы не распространяются

Устройство

Механизм ЭКГ-5А включает основные функциональные элементы:

1. двуногая стойка
2. стрела и напорный механизм

1 Стрела 2 Рукоять 3 Механизм открывания ковша 4 Ковш

Составными частями ковша являются передняя и задняя стенка, дно, коромысло и блок. При производстве ковша применяется высокопрочная сталь. Его корпус с помощью пальцев сопряжён с дном и коромыслом. Стальная рукоятка посредством соединения переходит в стрелу, на которой установлена напорная система, блоки и лебёдка. Стрела базируется на поворотной платформе. Именно на ней расположен механизм динамики, электрическая система, кузовные и стоечные части. Венчает этот комплекс кабина водителя. Далее рассмотрим технические характеристики экскаватора ЭКГ-5А.

Климатические условия карьерных работ предполагают выпуск нескольких типов машин по температурным колебаниям:

1. Для умеренного климата (±40 °С) – «У».
2. Для холодного климата (+40 — −50 °С) – «ХЛ».
3. Для работы в условиях Крайнего Севера(+40 — −60 °С) – «С».
4. Для тропического климата (+55 — −20 °С) – «Т».

Конструкционные особенности

• реечный напорный механизм с двухбалочной рукоятью и цельносварной стрелой коробчатого сечения обеспечивает лучшую отработку тяжелых скальных забоев крупнокусковой или плохо взорванной горной массы;
• подъем ковша канатный, бесполиспастного типа с автоматическим выравниванием усилий в ветвях подъемного каната;
• ковш сварно-литой с клиновым самозатягивающимся креплением зубьев. Свободно падающее днище ковша с широко расставленными петлями, исключающими динамический контакт с рукоятью;
• экскаваторы оборудованы стрелоподъемной лебедкой, облегчающей ремонтно-монтажные работы;
• вентиляционные установки обеспечивают нагнетание в кузов воздуха, и создание избыточное давление воздуха в кузове;
• тормоза основных механизмов колодочного типа с пневматическим приводом для растормаживания;
• ходовая тележка — двухгусеничная. Гусеничный ход открытого малоопорного типа с отдельным приводом каждой гусеницы обеспечивает доступность для осмотра и ремонтов. Ведущие колеса («звездочки»), имеющие сменные кулаки, подняты и освобождены от опорных реакций. Натяжение гусеничных лент осуществляется с помощью встроенных гидроцилиндров. На ходовых двигателях применена принудительная вентиляция;
• основные металлоконструкции экскаватора изготавливаются из легированной стали, стрела и рукоять — из высокопрочной стали.
• главные механизмы экскаватора имеют индивидуальный регулируемый электропривод;
• автоматическая система смазки сокращает до минимума затраты на техническое обслуживание экскаватора в процессе эксплуатации.

Классификация

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

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

По типу шасси

Навешиваемые на тракторы

• Экскаватор, навешенный на трактор «Беларусь»
• Тракторный экскаватор зарубежного производства

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 . 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
• Экскаватор UDS на шасси Tatra-141

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
• Пневмоколёсный экскаватор 50-х—60-х годов с канатным 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.

Гусеничные

• Гусеничный экскаватор компании New Holland 2000-х годов массой 22т.
• Экскаватор DEMAG Bagger. Исполнение: прямая лопата. — Один из самых крупных в своем классе гидравлический экскаватор

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

Рабочий диапазон объёмов ковша весьма широк: от миниэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 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

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.

Плавучие

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

По типу двигателя

Работает паровой экскаватор
Паровые экскаваторы

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

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 используются 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)

Лебёдки механического экскаватора
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.

Для управления групповым механическим приводом используются пневматические или гидравлические системы с сервоусилением, уменьшающие усилия на органах управления.

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.

Преимущества механического канатного привода:

• возможность работы со сменным рабочим оборудованием;
• меньшая требовательность к условиям эксплуатации. Возможна работа в условиях низких температур, повышенной запылённости, с погружением рабочего органа в воду;

Сменное рабочее оборудование экскаватора с канатным приводом, в зависимости от размерной группы, включает подъёмный кран, драглайн, грейфер, трамбовочную плиту, клиновой рыхлитель, шар-бабу, прямую и обратную лопату, буровые, сваебойные и сваевдавливающие установки. Большая часть сменного рабочего оборудования, кроме прежде всего прямой и обратной лопаты, основана на стреловом оборудовании с ферменной стрелой и отличается запассовкой канатов и непосредственно рабочим органом. Такая машина называется кран-экскаватор.

Многие современные канатные экскаваторы и кран-экскаваторы имеют гидростатическую трансмиссию, устраняющую большинство недостатков группового механического привода.

С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)

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

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

С гидравлическим приводом

Основная статья: Гидравлический привод

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.

Рабочее оборудование

Основная статья: Рабочее оборудование одноковшового экскаватора

Виды карьерных экскаваторов

Рассмотрим различные виды экскаваторов карьерного типа. Основные различия состоят в том, какой тип ходового устройства применяется на машине, какой использован навесной механизм и вид мотора.

Можно выделить несколько модификаций карьерного экскаватора.

Первый вид — гусеничные или ЭКГ, на которых устанавливаются по одному ковшу. Предназначен экскаватор карьерный гусеничный для цикличного действия, передвигается на гусеничном шасси. На моделях устанавливаются электромеханический или дизельный вид привода. В ковш может поместиться до 50 м³ породы или грунта. ЭКГ принято использовать для того, чтобы разрабатывать грунты от 1 до 4 категории, копать супесь, глину, песок, черпать разрушенные породы и руды, насыпать щебень, выкапывать котлованы под здания различного функционального значения.

К основным преимуществам ЭКГ относятся простота в управлении, высокий уровень производительности, экономичное использование топлива. Также ЭКГ не оказывает высокого давления на почву, что помогает ему прочно стоять на грунте. Крупнейший экскаватор — БелАЗ 75710 и МАЗ. БелАЗ — это самый большой самосвал в мире, а МАЗы различной модификации ценятся за высокую производительность и длительную эксплуатацию.

Второй тип — карьерные роторные экскаваторы, под которыми принято понимать выемочно-погрузочную машину непрерывного действия. На роторных экскаваторах устанавливаются рельсово-шагающая или гусеничная ходовая часть, механический или комбинированный привод. Отличается техника от других типов карьерных экскаваторов тем, что на стреле устанавливается специальное роторное колесо. Объем экскаваторного ковша может достигать 12,5 тыс. л. Применяются роторные экскаваторы для добычи угля, удаления пород в отвал, для создания траншей, чтобы прокладывать трубы и трубопроводные коммуникации, создания контуров вокруг котлованов, выемки разных пород и пластов полезных ископаемых, разработки каналов. К достоинствам стоит отнести то, что ковш дает возможность проводить поперечное и радиальное копание, создавая протяженные участки.

Третий тип — карьерные гидравлические экскаваторы. Они относятся к типу универсальной техники, на которой стоит один ковш, способный опрокидываться фронтально. Ковш может быть и челюстным. Элементы ковша, объем которого составляет 50 м³, в движение приводятся при помощи системы гидравлических цилиндров и насосов высокого давления. Передвигается машина на гусеничной ленте.

Применяют гидравлические экскаваторы для рытья котлованов, создания отвесных стен в ямах, выгрузки и погрузки мелких кусков пород и материалов, для возведения гражданских и промышленных объектов, для зачистки скальных пород и грунтов. Обладает высокой способностью к работе в стесненных условиях, подходит для работ в районах с нестабильным грунтом, где нужно проводить экскаваторную разработку. На моделях гидравлических машин устанавливается обычно бесступенчатое регулирование скоростей.

Правильно выбранная техника – залог безопасности.

Широкая номенклатура видов грунта и многообразие строительных работ требуют наличия узкоспециализированной техники, подходящей по мощности и производительности в каждом конкретном случае. Принимая это во внимание, компания Zeppelin GmbH предлагает своим клиентам серию гидравлических экскаваторов одного из самых лучших мировых производителей – CATERPILLAR.
Техника CATERPILLAR более 100 лет применяется для строительных работ различного направления и за это время покорила миллионы потребителей, благодаря непревзойденному качеству и надежности. Каждый узел карьерного экскаватора тщательно продуман и проверен на тысяче опытных образцов, а степень защиты от случайных факторов всегда на высоте. Подобная осторожность объясняется очень просто: любая ошибка оператора или сбой в работе могут привести к непоправимым последствиям.

Лучший гидравлический экскаватор. Выбор профессионалов

Пока на сайте igrader.ru идут и другие голосования, мы познакомим вас с претендентами в следующей номинации. Посовещавшись с членами жюри, в которое помимо редакции вошли аналитики агентства ID-Marketing, мы отобрали несколько импортных и отечественных номинантов. Как и ранее, главными критериями при выборе были: распространённость в России, доля рынка и крупносерийное производство.

Итак, представляем номинантов. Сразу оговоримся, что указаны базовые модели, хотя мы учитывали и популярность модификаций.

Hyundai R330

Удлинённая версия экскаватора эксплуатационной массой 32,7 т с двигателем Cummins C8.3-C мощностью 263 л. с., гидравлическими насосами от Kawasaki и системой самодиагностики при старте известна уже свыше 10 лет. И продолжает пользоваться большим спросом по данным ID-Marketing. Этого тяжеловеса чаще всего используют при прокладке нефте- и газопроводов, оснащая стрелу гидрозамками, чтобы та не опускалась под весом труб большого диаметра.

Кроме того, Hyundai R330 пользуется популярностью и на карьерах, за счёт возможности работы со специфическим навесным оборудованием, например, дробилкой или сортировочным ковшом.

Длина стрелы — 6 450 мм, а рукояти — 3 200 мм.

RM-Terex TX220

Хоть эта модель больше и выходит под брендом RM-Terex после продажи «Группой ГАЗ» предприятий «Объединённой машиностроительной группе» (UMG СДМ), она остаётся популярной в дорожно-строительной отрасли. Новые экскаваторы будут доступны на рынке под брендом UMG, но конструкция останется прежней.

К достоинствам модели эксплуатационной массой 23,1 т отнесём неприхотливый двигатель ЯМЗ-536 мощностью 200 л. с., моноблочную стрелу длиной 5 700 мм и рукоять длиной 2 920 мм, а также несколько полезных функций. Например, «Умная стрела», помогающая при планировочных работах получить ровную площадку. Или «Автогаз», переводящая двигатель на холостые обороты при отсутствии активности и поднимающая их обратно при возвращении к работе.

Собственно, об этой модели можно писать много и долго, но так она популярна, то вы наверняка всё уже сами знаете.

Komatsu PC300-8

Ещё один номинант, который в представлении не нуждается. Коротко напомним основные характеристики. Экскаватор массой 31,1 т работает от силового агрегата Komatsu SAA6D114E мощностью 264 л. с. с автоматической системой прогрева. Оператор может использовать два режима управления стрелой — повышенной мощности или плавного управления.

Komatsu PC300 ценят за комфорт во время работы, небольшой расход топлива и за высокую надёжность. Пользователи отмечают практически неубиваемую ходовую часть за счёт стопорных колец, не дающих пальцам выйти из звеньев, а также хром-карбидового напыления. Длина стрелы — 6 470 мм, а рукояти — 3 185 мм.

Doosan DX225

Наши постоянные читатели знают, что эта модель аж два раза попадала к нам в рубрику «Испытатели» в 2015 и в 2017 годах.

Вкратце напомним, чем славен этот экскаватор. На нём установлен двигатель Doosan DB58TIS мощностью 155 л. с. Длина стрелы составляет 5 700 мм, а рукояти — 2 900 мм. Машина хоть и работает под управлением электроники, но в случае её выхода из строя можно продолжить работу на усреднённых параметрах до приезда сервисной бригады. В отличие от большинства конкурентов, бортовой компьютер здесь не сердце, без которого ничего работать не будет, он несёт больше вспомогательную функцию. В базовой комплектации присутствует телематика. Для подачи гидравлических жидкостей установлены рукава высокого давления Parker в исполнении Extreme и Arctic, выдерживающие даже лютые морозы.

Hitachi ZX210

Один из немногих наших номинантов, который изготавливают в России. Как и производители конкурентов, здесь разработчики тоже упирают на топливную эффективность и надёжность техники. Также присутствует функция автоматического выключения при длительной работе на холостом ходу. Конструкторы объединили в один узел передние направляющие колёса и цилиндры устройств натяжения гусениц, а палец шарнирного соединения ковша с рукоятью обработан напылением карбида вольфрама.

На экскаваторе установлен двигатель Isuzu GH-4HK1X мощностью 152 л. с. Длина рукояти в базовой модели — 2 420 мм, длина стрелы — 5 680 мм.

Естественно, что про комфорт оператора тоже не забыли. Увеличили дверной проём, при открытии двери автоматически включается освещение, сиденье можно отодвинуть на 40 мм.

Caterpillar 320

Ещё один широко известный специалистам экскаватор массой 22 т. Здесь как раз царит компьютер, с помощью которого можно практически автоматизировать рабочие операции, экономя топливо и силы оператора. Настройке подвержены практически все функции машины и органы управления. В базовую комплектацию входят система контроля профиля поверхности Cat GRADE 2D с функцией Grade Assist и система определения массы груза в ковше в режиме реального времени Payload. Функция Bucket Assist автоматически поддерживает заданный угол в процессе создания откосов, выравнивания, точного профилирования и рытья траншей, а Swing Assist автоматически останавливает вращение поворотной платформы экскаватора в заданных оператором точках в процессе загрузки и траншейных работ.

В моторном отсеке установлен 213-сильный Cat C7.1, оператор может использовать три режима мощности. Длина стрелы — 5 700 мм, а рукояти — 2 500 мм. В базовую комплектацию входят система контроля профиля поверхности Cat GRADE 2D с функцией Grade Assist и система определения массы груза в ковше в режиме реального времени Payload. Ну а про удобства для оператора уже впору складывать легенды.

Volvo EC220

Эта модель эксплуатационной массой 23,1 т пользуется не меньшим спросом в России. Комплектуется двигателем Volvo D 6E EAE3 мощностью 167 л. с., который в режиме ECO потребляет меньше топлива, чем модели предыдущих поколений (по заверению производителя). Комфорту оператора здесь тоже уделено много внимания, начиная от эргономики, заканчивая климат-контролем в базовой комплектации.

Разработчики внедрили интеллектуальную систему распределения гидравлики, что позволяет удобнее проводить несколько операций одновременно. Среди других достоинств электроники экскаватора — плавающий режим стрелы для выполнения планировки и минимизации ударной нагрузки при использовании гидромолота. Длина стрелы — 5 700 мм, а рукояти — 2 900 мм.

Кстати, недавно мы тестировали брата этой модели — экскаватор Volvo EC200, отличающегося чуть меньшим весом и чуть более слабым двигателем. Но по конструкции и удобству работы они схожи.

ТОП 10 ведущих импортируемых марок средних гидравлических экскаваторов в Россию в январе-марте 2020 года*

«Импорт экскаваторов в Россию в первом квартале 2020 года вырос на 8,2% относительно показателей аналогичного периода прошлого года. Несмотря на положительную динамику, в марте мы могли наблюдать снижение поставок до январского уровня, а этот месяц, как правило, во многих сегментах является наименее активным. Именно в марте появились первые предпосылки грядущего кризиса, вызванного сначала ростом курса доллара (нефтяные котировки обрушились на фоне развала сделки ОПЕК+), а затем и событиями, связанными с пандемией.

Тройка лидирующих марок представлена азиатскими компаниями во главе с Hyundai, импорт экскаваторов которой увеличился вдвое в сравниваемых периодах 2019 и 2020 гг. Прирост объёмов ввоза Komatsu в первом квартале 2020 года составил 20%, а у марки Doosan 115% и как следствие – второе и третье места соответственно.

Замыкает группу компаний, импортировавших более 100 экскаваторов за 1 квартал 2020 года, марка Caterpillar с показателями прироста равными 31%.

По типам техники так же видны некоторые изменения. Из шести сегментов у двух наблюдается прирост поставок — это мини- (+40,4%) и колёсные гидравлические экскаваторы (+16,6%); у двух показатели первых кварталов 2020 и 2019 года практически равны – это средние и малые гидравлические экскаваторы; и у двух, отрицательные темпы роста — тяжёлые (-22,9%) и большие (-39,1%) гидравлические экскаваторы. Наиболее ёмким сегментом являются средние гидравлические экскаваторы, доля которых незначительно снизилась по итогам рассматриваемого периода и составила ровно 37%. Именно среди этих машин и выберем наиболее популярные модели.

Модельная структура импорта в 1 квартале 2020 года значительно изменилась по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

В первой пятёрке мы можем наблюдать экскаваторы, объёмы импорта которых исключительно росли. Возглавляет этот список модель Hyundai R330LC-9S, которой было ввезено в 6,3 раза больше.

Ещё одна модель Hyundai R220LC-9S находится в рейтинге на девятой позиции, а в 1 квартале 2019 года не было отмечено ни одной поставки данного экскаватора. Практически 10% импорта средних гидравлических экскаваторов в рассматриваемом периоде пришлось на две модели Caterpillar 320 и Caterpillar 330, расположившиеся на соседних позициях и увеличившие показатели ввоза в два и пять раз соответственно. Так же два представителя в десятке мы можем увидеть и у Komatsu. Наиболее популярной моделью японского производителя стала PC300-8MO (прирост 158%) и это второй показатель, а на шестом месте Komatsu PC210-10MO (в 1 квартале 2019 года поставок не было).

Значительно снизились поставки средних экскаваторов Volvo, что отразилось и на позициях моделей Volvo EC220DL (самая популярная модель по итогам 1 квартала 2019 года) и Volvo EC250DL, которые находятся на седьмом и десятом месте соответственно. Также отметим модель Doosan DX225LCA, ставшую основной для южнокорейского производителя в рассматриваемом периоде и JCB R220LC-9S, расположившуюся на 8 позиции».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник http://saitinpro.ru/tehnologii-stroitelnogo-proizvodstva/stroitelnye-mashiny-i-oborudovanie/mashiny-dlya-zemlyanyh-rabot/ekskavatory-s-gidroprivodom/

Источник https://xn—-8sban6b6a.xn--p1ai/strojtehnika/vidy-karernyh-ekskavatorov.html

Источник https://igrader.ru/cargo/luchshij-gidravlicheskij-ekskavator/

Источник