что такое одноковшовый экскаватор

Сайт инженера-проектировщика

Свежие записи

Экскаваторы одноковшовые

Одноковшовые экскаваторы. Описание.

Экскаваторы циклического действия универсальны, они оборудованы большим количеством сменных рабочих органов с большими технологическими возможностями, широким диапазоном различных видов выполняемых работ. Экскаваторы непрерывного действия предназначены для выполнения больших объемов однотипных работ. Они производительные и менее металлоемкие.

Экскаваторы циклического действия (одноковшовые) по назначению:

строительные — для земляных работ, погрузки и разгрузки сыпучих материалов;

строительно-карьерные — сочетают функции строительных и карьерных экскаваторов;

карьерные — для получения строительных материалов и полезных ископаемых открытым способом;

туннельные и шахтные — для работы под землей при строительстве подземных сооружений и добыча полезных ископаемых.

Одноковшовые экскаваторы с одним или несколькими видами рабочего оборудования называют специальными или универсальными. Карьерные экскаваторы имеют одинаковую базовую машину и отличаются размерами рабочего оборудования. Шахтные и туннельные экскаваторы характеризуются меньшими габаритными размерами ковшей, поэтому их используют в тесных условиях.

Строительные экскаваторы с ковшами вместимостью от 0,15 до 4 м3, они разрабатывают грунты I — IV категорий. Строительные экскаваторы — универсальные машины, которые имеют различные виды сменного рабочего оборудования. Выды оборудования: землеройное оборудование, оборудование для погрузочно-разгрузочных работ; оборудование для монтажных, свайных и планировочных работ.

Основным рабочим органом является ковш, которым экскаватор может разрабатывать грунты I — IV категории. Основными рабочими параметрами при выборе экскаваторов являются глубина и радиус копания, радиус и высота разгрузки и тому подобное.

В стандартах на экскаваторы для каждой размерной группы часто приводят несколько размеров ковша — основного и переменных повышенной емкости. Тип ходового оборудования экскаваторов указывают цифрами от 1 до 9.

1 — гусеничное ходовое оборудование;

2 — гусеничное расширенное;

4 — специальное шасси грузового автомобиля;

6 — шасси серийного трактора;

7 — прицепное ходовое оборудование;

Конструктивное изготовление рабочего оборудования обозначают цифрами:

1 — с гибкой подвеской

2 — с жесткой повеской

Экскаваторы конструктивно выполнены с гибкой (канатно-блочная система управления рабочим оборудованием) и жесткой (гидравлическая система) подвеской рабочего оборудования, они имеют соответственно механический и гидравлический приводы всех механизмов. Жесткая подвеска позволяет полнее использовать массу экскаваторов для реализации всех усилий на зубцах ковша, что обеспечивает высокую производительность.

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием изготавливают с гидравлическим приводом. Они универсальны, но малопродуктивные и имеют высокую стоимость. Чаще их изготавливают полноповоротными — угол поворота поворотной части в плане не ограничен.

Экскаваторы с механическим приводом, конструктивные схемы, назначения

Экскаваторы с механическим приводом преимущественно изготавливают по одномоторный схеме. Конструктивная схема одноковшового экскаватора приведена на рис. 1.1, а.

Ходовое устройство 1 – гусеничный тип, обеспечивает реверсивное передвижения экскаватора. На раме ходового размещено опорно-поворотное устройство 2 и механизм поворота. На первом смонтирована поворотная платформа 14. На поворотной платформе закреплен двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 4, противовес 3, многобарабанная лебедка, механизмы привода и управления. Сверху все это закрыто кузовом, в передней части поворотной платформы установлено рабочее оборудование. Основными его видами в механических (канатно-блочных) экскаваторов являются: «прямая», «обратная» лопаты; драглайн; грейфер; крановое оборудование.

Кроме того, экскаватор можно оснащать оборудованием для планирования насыпей и площадок, рыхление мерзлых и скальных грунтов, погружение свай.

Рабочее оборудование — «прямая лопата» имеет стрелу 12 (рис. 1.1, б), шарнирно закрепленную на поворотной платформе. У экскаваторов 2-й и 3-й размерных групп рукоятка 17 прикреплена к стреле шарнирно. У больших типоразмеров она чаще соединена со стрелой через седельный подшипник, который позволяет поворачивать рукоятку относительно стрелы и перемещать вдоль оси (напор). Для этого случая есть специальный напорный механизм 13.

К рукоятке неподвижно присоединен ковш 9 с днищем 10, который открывается. Угол наклона стрелы можно изменить с помощью стрелового полиспаста 5, канат которого наматывается на стреловой барабан 6. Подъем и опускание ковша осуществляется с помощью подъемного полиспаста 7, канат с которого наматывается на барабан 15.

Напорные механизмы изготавливают с канатным или зубчато-реечным приводом перемещения. Схему напорного механизма с канатным приводом и однобалочной рукояткой приведена на рис. 1.1, б, стрела двухбалочного. Канат, свисающий с подъемного барабана 15 охватывает блок 6, установленный на верхней части стрелы, уравновешивающий блок 8, который расположен на ковши 9, и блок б. Второй конец этого каната закреплен на барабане 17 напорной лебедки. Барабан установлен на оси стрелы и приводится в движение цепной передачей 18. На барабане 17 закреплен конц каната 19, который охватывает оба блока 20, которые расположены на оси седельного подшипника, и уравновешивающих блок 21 на рукоятке.

При вращении барабана 17 по часовой стрелке канатом 19 и против нее — канатом 22 рукоятка соответственно выдвигается и убирается, происходит независимый от работы механизма подъем ковша.

Рис. 1.1 — Одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием «прямая лопата»:

a — конструктивная схема; б, в — схемы напорных механизмов; г — схема открывания днища ковша; 1 — ходовое устройство, 2 — опорно-поворотное устройство; 3 — противовес; 4 — двигатель внутреннего сгорания; 5, 7 — стреловой и подъемный полиспасты; 6 — обводные блоки стрелы; 8, 21 — уравновешивающие блоки подъемного механизма и рукоятки; 9 — ковш; 10 — днище ковша; 11 — рукоятка; 12 — стрела; 13 — напорный механизм; 14 — поворотная платформа; 15, 16 — подъемный и стреловой барабаны; 17 — барабан напорной лебедки; 18, 24 — цепные передачи; 19, 22 — канаты в выдвижения и возвращения рукоятки; 20 — обводные блоки напорного механизма; 23, 25 — валы; 26 — шестерня; 27 — балка рукоятки; 28, 31 — блоки; 29 — рычаг; 30 — пневмоцилиндр; 32 — вспомогательный канат открывания днища ковша; 33 — задвижка

При выключенной цепной передаче и вращении барабана 15 поднимается ковш. За счет усилий, возникающих при копании, второй конец подъемного каната возвращает барабан 17 и обеспечивает автоматическое выдвижение рукоятки. При этом достигается плавная работа подъемного и напорного механизмов и легкость управления перемещениями ковша.

Практика показала, что напорное перемещение, создается, но не обеспечивает копание грунта при оптимальном угле резки, поэтому используется комбинированный напор, который реализуется при вращении барабана 17 и периодическом включении барабана 15. Копание, которое выполнялось в основном по схеме зависимого напора, происходит с меньшими убыточными усилиями и затратами мощности, холостые движения осуществляются с помощью независимого напора, обеспечивает их скорость и четкость.

Экскаватор с оборудованием «прямая лопата» предназначен для разработки грунта выше уровня стоянки. Часто, чтобы подготовить забой, такой экскаватор может копать грунт несколько ниже уровня строянки.

Экскаватор с оборудованием «обратная лопата» (рис. 1.2) разрабатывает грунты ниже уровня стоянки. Разгрузка можно осуществлять в отвал или транспорт, однако последний процесс несколько сложнее.

Рабочее оборудование имеет шарнирное закрепленную на поворотной платформе стрелу 7. Стрела шарнирно соединена с рукояткой 5 и с ковшом 6. Лебедка и барабаны 1 и 3, на которые наматываются подъемный 2 и тяговый 4 канаты. Когда один из барабанов замедляется, а на втором происходит намотка или сматывание каната, стрела и рукоятка возвращаются одновременно. Копание происходит за счет поворота рукоятки. В конце копания ковш с почвой подтягивается к стреле, поднимается вверх путем поворота рукоятки и производится разгрузка ковша. Затем рабочее оборудование возвращается и цикл восстанавливается.

Экскаватор-драглайн (рис. 1.3) разрабатывает грунты ниже уровня стоянки и даже под водой. Его используют для устройства глубоких выемок, но глубина копания ограничена канатоемкостью барабана.

Драглайн оборудуют стрелой 3, шарнирно закрепленной на поворотной платформе. Стрела удерживается и возвращается с помощью барабана 1 и каната 2. Ковш 5 драглайна оснащен аркой и подвешен на подъемном 4 и тяговом 7 канатах, которые наматываются на барабаны 10 и 8. Канаты закрепляются на ковше цепями. Тяговый канат проходит через систему направляющих блоков 9. На подъемном канате закреплено блок, который охватывается разгрузочным канатом 6, один конец которого закреплен на арке ковша 5, а второй — на тяговом канате.

Рис 1.2 — Одноковшовый экскаватор с оборудованием «обратная лопата»:

1 — подъемный барабан и лебедки; 2 — подъемный канат; 3 — тяговый барабан лебедки; 5 — тяговый канат; 5 — рукоятка; 6 — ковш; 7 — стрела

Рис. 1.3 — Одноковшовый экскаватор с оборудованием драглайн:

а — конструктивная схема; б — схема подвески ковша; 1 — стреловой бара-

бан и лебедки; 2 — канат подъема стрелы; 3 — стрела; 4, 6 — канаты; 5 — ковш; 7 — тяговый канат; 8 – тяговая лебедка; 9 — система направляющих блоков; 10 — подъемный барабан.

Во время работы, наматывая на барабан подъемного каната, поднимают ковш вверх, а барабан тягового каната тормозится. В верхнем положении при расторможенности барабана тягового каната ковш подобно маятнику отклоняется от стрелы. Когда подъемный и тяговый барабаны расторможены увеличвается радиус копания. При опускании ковша, он ударяется аркой и перекидывается на днище. При намотке тягового каната на барабан ковш драглайна передвигается по грунту, в результате чего происходит копание, вроде ковша скрепера. Эту операцию выполняют сверху вниз, однако, можно и в горизонтальной плоскости.

Когда ковш наполняется грунтом, его поднимают, наматывая подъемный канат на барабан и притормаживая тяговый барабан.

При этом натягиваются тяговый и разгрузочный канаты, защищает ковш от опрокидывания и его разгрузки. Разгрузка ковша происходит путем его поворота при расторможенности тягового барабана.

Грейферное экскаваторное оборудования используют для копания колодцев с вертикальными стенками и для разработки глубоких выемок. Для этого в механическом экскаваторе устанавливают канатный грейфер, углубление ковша в грунт происходит под действием его массы. Поэтому такое оборудование часто используют при загрузке сыпучих материалов.

Источник

Виды экскаваторов и их характеристики

Определение и назначение

Экскаватор – это машина для копания грунта. Рабочим органом является ковш. Он может быть различной конструкции. Для расширения функциональности применяется сменное оборудование: кран (крюк), гидромолот, сваебойный копер и т.п. Кроме «классической» техники, существуют экскаваторы-погрузчики и мини-экскаваторы.
По принципу работы, экскаваторы делятся на следующие виды:

Ниже рассматривается только первая категория – экскаватор с ковшом. По назначению принята следующая классификация:

В отдельную группу выделяют специальную технику. Сюда входят торфяные, разрушительные, тоннельные, спасательные, подземные, железнодорожные, подводные, болотные и другие модели. Для них нужны специальная оснастка и навесное оборудование.

Классификация одноковшовых экскаваторов

В настоящее время существует много различных классификаций экскаваторов. Среди самых популярных следующие. По виду шасси:

По возможности поворота стрелы: полноповоротные вращаются на 360 градусов, неполноповоротные – меньше. Все современные марки экскаваторов относятся к первой группе. Ко второй – только модели, которые навешивают на тракторы.

Таблица технических характеристик

Технические характеристики экскаваторов разбросаны в очень широком диапазоне. Это связано с тем, что машины имеют разное назначение и рассчитаны на различные объемы работ.
Основные технические характеристики сведены в таблицу:

Объем ковша приведен геометрический. Реальное количество забираемого грунта во время работы, за счет «шапки», на 15-30% выше. На машины, которые планируется использовать на тяжелых грунтах, ставят ковши меньшего объема, чем надо для данной группы.

Кроме указанных в таблице параметров, производительность экскаватора зависит от его конструкции и технического состояния. А также от факторов, не относящихся непосредственно к агрегату: правильной организации работы, квалификации машиниста, плотности грунта и т.п.

Силовое оборудование

По типу основного двигателя землеройные машины могут быть дизельные либо электрические.

Карбюраторные встречаются редко. Раньше делались паровые, но сейчас этот вид уже давно в прошлом. Дизелями оборудуются машины с ковшами до 3 м3. Они предпочтительнее, когда приходится время от времени переезжать на другую рабочую площадку. Электромоторы ставят на более мощные модели экскаваторов для работы в карьерах.
Различные механизмы экскаватора представляет собой отдельные узлы. Поэтому здесь распространен агрегатный вид ремонта. По той же причине широко используют унифицированные блоки – сокращается номенклатура запчастей, упрощается крупносерийное производство.
Агрегатная компоновка экскаваторов стала причиной того, что среди них выделяют две группы:

По типу привода рабочего и вспомогательного оборудования встречаются следующие виды:

Типы привода пп. 2-4 указываются в названии экскаватора.

Ковши

В разговоре о технических характеристиках экскаваторов особое внимание должно уделяться ковшам – их разновидностям и применению. На машинах данного типа используются:

По объему экскаваторные ковши делятся на:

Основной или стандартный ковш – универсальный. Он рассчитан на выполнение различных работ на легких и средних грунтах. Объем зависит от класса машины.

Первые два вида часто тоже считают основными. Драглайном называется модель экскаватора со специфичным ковшом, который подвешен на тали в виде системы подвижных и неподвижных блоков и канатов (полиспаст). Подобный механизм дает выигрыш в силе или в скорости. Кроме него, имеются подъемная и тяговая лебедки, ковш и стрела. Применяется чаще всего в мелиоративном и гидравлическом строительстве, на карьерных вскрышных работах, при больших объемах грунта.
Грейферный ковш – это челюстной захват для сыпучих и мелкокусковых материалов. Он опускается на тросе (при необходимости – свободно сбрасывается) сверху и углубляется в грунт. Челюсти смыкаются, захватывая породу, после чего ковш поднимается. Применяется для разработки грунтов, как выше, так и ниже опорной поверхности. А также на погрузочно-разгрузочных работах, для рытья котлованов, очистки каналов и т.п.

Какие работы выполняют экскаваторы

Источник

Одноковшовые экскаваторы

Введение

1. Устройство и принцип работы одноковшовых экскаваторов

Основной двигатель приводит в действие насосы, которые создают избыточное давление масла в гидроцилиндрах, и при этом вытягивается стрела. Водитель в кабине с помощью рычагов управляет движениями ковша и щита (рис. 2).

Стрела поднимается и удлиняется, когда поршень в цилиндре идет вверх. А когда поршень опускается, стрела укорачивается и тоже опускается (рис. 3).

Поршень плечевого цилиндра управляет движением плеча (рис. 4).

Ковш черпает или высыпает, когда поршень его цилиндра вытягивается или втягивается. Работая в открытом карьере, экскаватор с легкостью перетаскивает камни и валуны (рис. 5).

2. Классификация одноковшовых экскаваторов

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по:

2.1 Классификация по возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности

По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности одноковшовые экскаваторы делятся на неполноповоротные и полноповоротные.

Полноповоротные (рис. 6).

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 (рис. 7). Рабочее оборудование закрепляется на шасси с помощью поворотной колонки. На многих машинах подобного типа поворотная колонка монтируется на поперечных направляющих, что позволяет перемещать ее вместе с рабочим оборудованием вправо-влево с последующей жесткой фиксацией для более удобного положения рабочего оборудования. Поворот рабочего оборудования осуществляется на угол 45-90 градусов от начального положения. Двигатель, механизмы, кабина машиниста размещены на неповоротном шасси. В настоящее время неполноповоротными выполняются экскаваторы, навешиваемые на тракторы.

2.2. Классификация по типу шасси

Одноковшовые экскаваторы по типу шасси бывают навешиваемые на трактор, на автомобильном шасси, пневмоколесные, гусеничные, шагающие, железнодорожные, плавучие.

На автомобильном шасси (рис. 9). 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.

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

Гусеничные одноковшовые экскаваторы имеют собственное специальное шасси с гусеничным движителем. 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 тралах.

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.

Железнодорожные одноковшовые экскаваторы (рис. 12). В качестве шасси экскаватора используется железнодорожная платформа. Применяются для ремонтных работ на железной дороге. Имеют объём ковша до 4 м3. Поворотная платформа и оборудование часто унифицировано с гусеничными экскаваторами.

Плавучий одноковшовый экскаватор (рис. 13). Рабочее оборудование (драглайн или грейфер) 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.

2.3. Классификация одноковшовых экскаваторов по типу двигателя

Одноковшовые экскаваторы по типу двигателя бывают паровыми, с двигателем внутреннего сгорания, электрические.

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

2.4 Классификация по типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

Одноковшовые экскаваторы по типу механических передач делятся на механические, электромеханические и с гидравлическим приводом.

Механические. Тяговое усилие к рабочим органам передаётся посредством канатов (или цепей), движимых лебёдками.

Механический канатный привод широко применялся на экскаваторах в прошлом.

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

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 тяжелых карьерных (в том числе и шагающих) и промышленных экскаваторах

Экскаваторы с гидравлическим приводом. В экскаваторах с гидравлическим приводом усилие на элементах рабочего оборудования создается гидроцилиндрами и гидродвигателями. Двигатель экскаватора приводит во вращение гидравлический насос, создающий давление рабочей жидкости в напорной магистрали гидросистемы.

В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.

Заключение

Источник

Одноковшовый экскаватор

Одноковшóвый экскавáтор — землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш разного кубического объёма, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счёт перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остаётся неподвижным — тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора. Это отличает экскаватор от скрепера и погрузчика, где тяговое усилие при загрузке ковша создаётся перемещением корпуса машины.

Одноковшовый экскаватор — наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве и добыче полезных ископаемых. По виду работ отмечают два основных типа экскаватора по направлению зуба ковша — обратная или прямая лопата. Экскаваторы с прямой лопатой применяются только в карьерах при загрузке горной массы в вагоны думпкара или для погрузки рудой или иной горной породой карьерных самосвалов. Отличительной особенностью такого экскаватора является открывающееся днище ковша.

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

Содержание

Размерные группы

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

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

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 жесткой фиксацией для более удобного положения рабочего оборудования. Поворот рабочего оборудования осуществляется на угол 45-90 градусов от начального положения. Двигатель, механизмы, кабина машиниста размещены на неповоротном шасси. В настоящее время неполноповоротными выполняются экскаваторы, навешиваемые на тракторы.

По типу шасси

Навешиваемые на тракторы

Экскаватор, навешенный на трактор «Беларусь»

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 м³. Применяются для выполнения небольших землеройных или погрузочных работ, чаще всего при ремонте инженерных сетей. Конструкция рабочего оборудования позволяет оперативно переставлять ковш для работы прямой или обратной лопатой. Ковш может заменяться грейфером, грузовыми вилами или крюком. Для привода используется двигатель базового трактора. Привод рабочего оборудования гидравлический. Благодаря относительно высокой скорости хода могут оперативно прибывать к месту выполнения работ, расположенных на расстоянии 20-30 км от места базирования. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоваться также для выполнения транспортных и бульдозерных работ.

На автомобильном шасси

Экскаватор ЭОВ-4421 (Кирасир) на шасси КрАЗ-255

Экскватор UDS на шасси Татра-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

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 200-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

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

Паровые экскаваторы — в качестве двигателя используется паровая машина. Были распространены в начале 20-го века. В настоящее время не выпускаются. Моментно-скоростные характеристики паровой машины и рабочего оборудования экскаватора хорошо согласовываются (паровая машина может развивать крутящий момент даже при заторможенном валу), что упрощает механические передачи.

Экскаваторы с двигателями внутреннего сгорания — наиболее распространённый тип. Экскаватор имеет собственный двигатель, чаще всего дизельный. Это обеспечивает автономность работы. Диапазон мощности двигателей, устанавливаемых на современные экскаваторы весьма широк (см. размерные группы).

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

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

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

По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

С групповым механическим канатным приводом (механические)

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

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

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

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

С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)

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

С гидравлическим приводом

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

В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.

Рабочее оборудование

История развития

Примечания

В СССР карьерные электромеханические (8-ми кубовые) экскаваторы были в основном произведены Уральским заводом УЗТМ. На некоторых предприятиях стран СНГ они служат и по сей день.

Источник