Статьи

Экскаваторы: колесные и гусеничные

Экскаваторами называют позиционные землеройные машины цикличного действия, оборудованные ковшовым рабочим органом. Рабочий цикл экскаватора состоит из последовательно выполняемых операций копания грунта, его перемещения к месту отсыпки, разгрузки ковша с отсыпкой грунта в отвал или транспортное средство и возвращения ковша на позицию начала следующего рабочего цикла. В совокупности перечисленные операции еще называют экскавацией. После отработки элемента забоя (части грунтового массива в пределах досягаемости рабочего оборудования или, по условиям эффективного использования технологических возможностей экскаватора, несколько меньше) экскаватор перемещают на новую позицию. Совокупность рабочих циклов на одной позиции экскаватора вместе с его перемещением на новую позицию образует большой цикл.

Экскаваторы классифицируют: 
по назначению: 
строительные — для производства земляных работ, погрузки и разгрузки сыпучих материалов; 
строительно-карьерные — для тех же работ и, кроме того, для разработки карьеров строительных материалов и добычи полезных ископаемых открытым способом; 
карьерные — для работы в карьерах; 
вскрышные — для снятия верхнего слоя грунта или горной породы перед карьерной разработкой; 
туннельные и шахтные — для работы под землей при строительстве подземных сооружений и разработке полезных ископаемых;

по виду рабочего оборудования: 
прямая и обратная лопаты — для разработки грунта соответственно выше и ниже уровня стоянки экскаватора; 
драглайн — для разработки котлованов, траншей и каналов, погрузки и разгрузки сыпучих материалов, вскрышных работ; 
грейфер — для отрывки глубоких выемок; 
планировщик — для планировки горизонтальных поверхностей и откосов;

по исполнению рабочего оборудования: 
канатные — с гибкой подвеской; 
гидравлические — с жесткой подвеской рабочего оборудования;

по виду ходовых устройств: 
пневмоколесные, в том числе с использованием автомобильной или тракторной баз, а также специальных шасси автомобильного типа; 
гусеничные; 
шагающие — для мощных драглайнов большой массы;

по возможности вращения поворотной части: полноповоротные и неполноповоротные;

по числу установленных двигателей: одно- и многомоторные.

Кроме перечисленных выше видов оборудования одноковшовые экскаваторы могут иметь крановое, сваебойное, трамбовочное и другое навесное оборудование. Экскаваторы, имеющие только один вид рабочего оборудования, называют специальными, а укомплектованные сменными видами рабочего оборудования — универсальными. К последним относится большинство строительных одноковшовых экскаваторов.

Строительные экскаваторы предназначены для разработки грунтов до IV категории включительно без предварительного разрыхления, а также более прочных грунтов, включая мерзлые и скальные, после их разрыхления другими средствами.

Жесткое сочленение элементов рабочего оборудования гидравлических экскаваторов позволяет более полно по сравнению с канатными экскаваторами использовать вес машины для реализации больших усилий на зубьях ковша при оборудовании обратной лопаты и грейфера, благодаря чему основным видом рабочего оборудования этих экскаваторов стала обратная лопата, а не прямая, как у канатных машин. Гидропривод обеспечивает рабочему оборудованию большую маневренность и универсальность, позволяет выбирать более рациональные рабочие движения, обеспечивает передачу движения от двигателя рабочему органу, в том числе с преобразованием вращательного движения в поступательное. Благодаря существенным преимуществам перед канатными машинами гидравлические экскаваторы в общем объеме производства одноковшовых экскаваторов в нашей стране составляют более 80%.

Гусеничные и шагающие ходовые устройства служат как для перемещения экскаватора на новую стоянку, так и в качестве опорной базы для передачи нагрузок на грунт при экскавации. Пневмоколесные ходовые устройства используют в основном только для передвижения, а при работе экскаватора его устанавливают на выносные опоры, разгружая ходовую часть.

Большинство одноковшовых экскаваторов являются полноповоротными. К неполноповоротным относятся экскаваторы небольшой мощности на базе пневмоколесных тракторов или коротко-базовых погрузчиков (в основном миниэкскаваторы), а также на базе универсальных мотоблоков (микроэкскаваторы).

Строительные экскаваторы оборудуют преимущественно одно-двигательной силовой установкой с механической, гидромеханической или гидравлической трансмиссиями. Карьерные и вскрышные экскаваторы, а также шагающие драглайны оборудуют, в основном, многомоторным электроприводом постоянного тока с питанием от сети высокого напряжения.

Главным параметром экскаватора является его масса, в соответствии с которой экскаваторы подразделяются на размерные группы, характеризуемые определенным набором основных параметров (мощностью силовой установки, вместимостью ковша, усилием на его зубьях, размерами рабочей зоны, продолжительностью рабочего цикла, скоростями передвижения, частотой вращения поворотной платформы, преодолеваемыми уклонами, удельным давлением на грунт или нагрузкой на ось, габаритными размерами и др.). Одноковшовые универсальные экскаваторы комплектуют несколькими сменными ковшами различных вместимостей для более полного использования энергетических возможностей силовой установки при разработке различных по прочности грунтов, а также другими видами сменного рабочего оборудования.

Отечественные универсальные экскаваторы погрузчики обозначают индексами типа ЭО-0000, в которых первый нуль после буквенной части заменяют цифрами, обозначающими размерную группу; второй нуль — индексом типа ходового оборудования (1 - гусеничное, 2 - гусеничное с увеличенной опорной поверхностью, 3 - пневмоколесное, 4 - специальное шасси автомобильного типа, 5 - шасси грузового автомобиля, 6 - на базе трактора и т.д.); третий нуль — индексом типа подвески рабочего оборудования (1 и 2 - соответственно с гибкой и жесткой подвеской, 3 - телескопическое рабочее оборудование); последний нуль - номером модели экскаватора. Например, ЭО-2626 означает: экскаватор погрузчик строительный универсальный с гусеничным ходовым устройством, с увеличенной опорной поверхностью на базе трактора с гибкой и жесткой подвеской рабочего оборудования, шестой модели. Очередную модернизацию и климатическое исполнение, как и для стреловых кранов, обозначают буквами русского алфавита.

 

Основными рабочими органами гидравлических экскаваторов являются ковши обратной и прямой лопат, погрузчика, грейфера. Сменными рабочими органами, расширяющими номенклатуру выполняемых этими машинами работ, могут быть бульдозерные отвалы для грубой планировки земляных поверхностей, однозубые и многозубые рыхлители для рыхления прочных грунтов, пород и их прослоек, взламывания асфальтовых покрытий при ремонте автомобильных дорог, а также для корчевки пней при освоении рабочих площадок, гидромолоты для тех же работ, крановые подвески, различные модификации грейферов и захватов для работы экскаватора в режиме крана, шнековые буры для рытья колодцев небольших диаметров и др.

 

В качестве основного рабочего оборудования для отечественных экскаваторов до 5-й размерной группы включительно используются рабочее оборудование обратная лопата, а для 6-й размерной группы — прямая лопата. На экскаваторах устанавливают ковши различной вместимости: основные (типа 02), узкие (01) — меньшей вместимости, для разработки прочных фунтов и широкие (03) — большей вместимости, для слабых фунтов. Ковши всех типов имеют одинаковые размеры профильной проекции и отличаются шириной и числом устанавливаемых на их передней стенке зубьев.

 

Строительные неполноповоротные (малые модели) и полноповоротные гидравлические экскаваторы являются самоходными машинами с пневмоколесным или гусеничным ходовым оборудованием. Пневмоколесные экскаваторы используют на рассредоточенных строительных объектах с небольшими объемами работ, благодаря высокой скорости передвижения (на порядок выше, чем у гусеничных машин), они способны преодолевать большие расстояния при смене строительных объектов. Гусеничные экскаваторы, обладая повышенной проходимостью, передвигаются со скоростью, не превышающей 4...6 км/ч. Этими показателями предопределена область использования гусеничных экскаваторов — объекты с большими объемами земляных работ без специальной подготовки рабочих площадок, включая карьеры. Для перевозки этих машин на большие расстояния используют специальные транспортные средства (тяжеловозы, железнодорожный транспорт и т.п.). Экскаватор погружается на транспортное средство собственным ходом.

 

Полноповоротный пневмоколесный или гусеничный гидравлический экскаватор состоит из базовой части и рабочего оборудования. При замене последнего базовую часть обычно сохраняют в неизменном виде.

 

Базовая часть экскаватора включает в себя ходовую тележку с нижней рамой, опорно-поворотное устройство и поворотную платформу с расположенными на ней насосно-силовой установкой, узлами гидравлической системы привода и кабиной машиниста.

 

Ходовое оборудование пневмоколесного экскаватора состоит из сварной рамы, опирающейся на два ведущих моста.  Для работы в режиме экскавации грунта экскаватор устанавливают на откидные опоры, закрепленные на поперечной балке рамы за задним мостом. Чаще в качестве передней опоры для работы в том же режиме используют, кроме прямого назначения, бульдозерный отвал, установленный перед передним мостом и приводимый в движение гидроцилиндром. Малые модели пневмоколесных экскаваторов могут быть оборудованы только бульдозерным отвалом без задних откидных опор.

 

Колеса мостов приводятся обычно от низкомоментного гидромотора через двухскоростную коробку передач. Для передвижения по рабочей площадке используют малую, а при межобъектных переездах — повышенную скорость. Трансмиссия ходового устройства оборудована стояночным тормозом.

 

Каждая их гусеничных тележек гусеничного экскаватора приводится в движение гидромотором и зубчатыми передачами. При совместной работе механизмов привода гусениц в одном направлении обеспечивается прямолинейное передвижение машины, а при их работе во взаимно противоположных направлениях или только одного механизма и заторможенной второй гусенице — поворотное движение (относительно центра опорного контура в первом или опорной поверхности заторможенной гусеницы — во втором случае). При работе экскаватора во избежание произвольного отката гусеничной тележки из-за реактивных нагрузок или уклона рабочей площадки механизм привода гусениц затормаживают или стопорят.

 

Опорно-поворотное устройство (ОПУ), как и у кранов, закрытого шарикового или роликового типа предназначено для передачи на нижнюю раму внешних нагрузок от поворотной части экскаватора и обеспечения вращения последней относительно первой. Механизм поворота состоит обычно из низкомоментного гидромотора и зубчатого редуктора, на выходном валу которого закреплена шестерня, обеспечивающая через неподвижный зубчатый венец на ОПУ вращение поворотной платформы. Известны также безредукторные устройства с высокомоментными гидромоторами. Привод поворотного механизма оборудован тормозом для полной остановки поворотной платформы в процессе экскавации, а также для ее стопорения при переездах.

 

Поворотная платформа выполнена в виде рамной конструкции, способной неограниченно вращаться относительно нижней рамы. Для уравновешивания при работе экскаватора в ее хвостовой части устанавливают чугунный противовес. Для уменьшения последнего расположенные на поворотной платформе наиболее тяжелые агрегаты (насосно-силовая установка и др.) смещены в ее хвостовую часть. В передней части платформа оборудована стойками-пилонами для шарнирного соединения с ней стрелы, а также проушинами для установки одного или гидроцилиндров привода стрелы. Кабину машиниста с органами управления устанавливают с одной стороны поворотной платформы.

 

Гидравлическая система — наиболее распространенная в отечественных экскаваторах, включает масляный бак, двух-поточный регулируемый аксиально-плунжерный насос, два блока гидрораспределителей, гидравлические цилиндры привода стрелы, рукояти и ковша, гидромоторы привода поворотной платформы и привода двух гусеничных или только одного пневмоколесного движителей, калорифер для охлаждения отработанной рабочей жидкости, фильтры для ее очистки, гидролинии, предохранительные, переливные и обратные клапаны, центральный коллектор для подачи рабочей жидкости от источников на поворотной платформе к гидромоторам ходового механизма на неподвижной нижней раме.

 

Насос обеспечивает подачу рабочей жидкости по двум независимым напорным магистралям к двум блокам гидрораспределителей, от которых она поступает либо к двум исполнительным гидродвигателям (гидроцилиндрам или гидромоторам), либо, после объединения двух потоков, — к одному из них. Обычно потоки объединяются при выполнении наиболее энергоемкой операции рабочего цикла экскаватора — копания. На всех других операциях реализуется двухпоточная схема подачи рабочей жидкости к исполнительным гидродвигателям, обеспечивающая два независимых совмещаемых во времени рабочих движения: подъем или опускание стрелы с одновременным поворотом рукояти или ковша, либо одновременный поворот рукояти и ковша, и т.п. Качающие узлы насоса управляются автоматически установленным на нем регулятором мощности, стабилизирующим потребляемую мощность за счет изменения подачи насоса: возрастающей при убывании внешнего сопротивления, а следовательно, падении давления рабочей жидкости в напорных магистралях, и убывающей при возрастании внешнего сопротивления (давления рабочей жидкости). Так как подача прямо пропорциональна зависимости скорости рабочего движения, то использование такой схемы регулирования приводит к сокращению продолжительности рабочих движений, операций и рабочего цикла в целом и, в конечном счете, — к увеличению производительности экскаватора. Обычно в приводе рукояти и ковша устанавливают по одному гидроцилиндру. В приводе же стрелы могут быть как один (обычно для экскаваторов малой мощности 2-й и 3-й, иногда 4-й размерной группы), так и два гидроцилиндра (на экскаваторах 4-й и последующих размерных групп).

 

 

 

В компании АГЕМА всегда в продаже экскаваторы одноковшовые в Казани: колесные экскаваторы, гусеничные экскаваторы, гидравлические экскаваторы. Возможна доставка в любые регионы России собственным транспортом.