Одноковшовые экскаваторы их характеристика и назначение

Одноковшовые экскаваторы их характеристика и назначение

Одноковшовые экскаваторы — землеройные машины цикличного действия — бывают универсальными и специальными.

Универсальные экскаваторы оснащены различным сменным рабочим оборудованием для выполнения земляных, планировочных, монтажных, сваебойных и других строительных работ. В Советском Союзе свыше 90% выпускаемых одноковшовых экскаваторов являются универсальными.

Специальные экскаваторы оснащены только одним видом рабочего оборудования для земляных или погрузочных работ.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

По назначению одноковшовые экскаваторы подразделяют на следующие основные группы:
— строительные и строительно-карьерные (масса машины 2 … 250 т, вместимость ковша 0,1 … 6 м3) — универсальные машины для выполнения многих строительных работ;
— карьерные (масса машины 75 … 1000 т, вместимость ковша 2 … 20 м3) — в основном для разработки тяжелого грунта в карьерах и гидротехническом строительстве с погрузкой в транспортные средства;
— вскрышные (масса машины 170… 13000 т, вместимость ковша 4 … 160 м3) — для выемки грунтов, закрывающих полезные ископаемые, или на открытых горных работах и в гидротехническом строительстве; туннельные и шахтные с укороченным рабочим оборудованием (масса машины 16 … 30 т, вместимость ковша 0,5 … 1 м3) — для работы под землей при строительстве различных инженерных сооружений и разработке полезных ископаемых. В настоящем справочнике рассмотпены только универсальные одноковшовые экскаваторы, которые классифицируют по числу установленных двигателей, типу привода, возможности вращения поворотной части, конструкции ходового устройства, типу подвески и видам рабочего оборудования.

Рис. 1. Классификация экскаваторов по числу установленных двигателей и типу привода

Рис. 2. Классификация передач экскаваторов

По числу установленных двигателей экскаваторы бывают одно-и многомоторными.

Одномоторным называют экскаватор, у которого все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал.

Многомоторным называют экскаватор, у которого рабочие механизмы приводятся несколькими независимо работающими двигателями. Многомоторный экскаватор, у которого каждый рабочий механизм приводится от отдельного двигателя, называют экскаватором с индивидуальным приводом механизма, а многомоторный экскаватор, у которого, каждый из двигателей приводит в движение несколько рабочих механизмов, — экскаватором с групповым приводом. В многомоторном экскаваторе с индивидуально-групповым приводом используют как индивидуальный, так и групповой привод.

По типу привода различают экскаваторы с механическим, гидромеханическим, гидравлическим, электрическим и смешанным приводами.

Экскаватор с механическим приводом характерен применением только механической трансмиссии, в которой движение от силовой установки передается с помощью зубчатых Цепных, клиноременных или канатных передач.

Если в механическую трансмиссию экскаватора включают гидродинамическую передачу, то такой тип привода называют гидродинамическим. В гидродинамической передаче используют гидромуфты или гидротрансформаторы, встраиваемые между силовой установкой и механическими передачами.

В объемном гидроприводе первичным потребителем энергии являются насосы (один или несколько), нагнетающие жидкость под давлением по гидросети к гидродвигателям, от которых приводятся в движение рабочее оборудование, рабочий орган и механизмы экскаватора. Объемные передачи в экскаваторах применяют как в сочетании с механическими передачами, так и без них.

При электрическом приводе передача энергии от силовой установки к механизмам машины производится как электрическим, так и механическим способом. В электродинамической передаче вместо гидромуфт или гидротрансформаторов устанавливают электромуфты.

В смешанных приводах используют два или три типа различных передач. На большинстве экскаваторов получили распространение смешанные электромеханические или гидромеханические передачи.

По возможности вращения поворотной части (платформы) экскаваторы бывают полноповоротными, т. е. с платформой, вращающейся , вокруг вертикальной оси на неограниченный угол, и неполноповоротными, т. е. с ограниченным углом вращения платформы.

По типу ходового устройства экскаваторы разделяют на гусеничные, пневмоколес-ные, на специальном шасси, на базе самоходной машины. Гусеничные ходовые устройства бывают с минимально допускаемой площадью опорной поверхности гусениц (для работы на грунтах с высокой несущей способностью) и с увеличенной поверхностью гусениц (для работы на грунтах с низкой несущей способностью).

Пневмоколесным называют экскаватор на колесном ходовом устройстве, который имеет практически такую же поворотную часть, как и гусеничный.

К экскаваторам на специальном шасси относят машины на колесном ходовом устройстве автомобильного типа.

Экскаватор на базе самоходной машины имеет ходовое устройство на базе трактора или автомобиля. В этом случае экскаватор называют также навесным.

Рис. 3. Классификация экскаваторов по типу ходового устройства
а — гусеничный; б — гусеничный с увеличенной поверхностью гусениц; в — пневмоколесный; г — на специальном шасси; д — на базе трактора

Рис. 4. Классификация экскаваторов по типу подвески рабочего оборудованием
а — с гибкой подвеской; б — с жесткой подвеской; 1 — ходовое устройство! 2 — поворотная платформа; 3 — рабочее оборудование

Рис. 5. Основные виды и исполнения рабочего оборудования:
1 — прямая лопата; 2 — маятниковая прямая лопата; 3 — напорная прямая лопата; 4 — прямая лопата со створчатым ковшом; 5 — обратная лопата; 6 — боковая обратная лопата; 7 — погрузочное оборудование; 8 — планировочное оборудование; 9 — землеройно-планировочное оборудование с телескопической стрелой: 10 — землеройно-планировочное оборудование со смещаемой осью копания; 11 — драглайн; 12 — боковой драглайн; — канатный грейфер; 14 — жесткий грейфер; 15 — крановое оборудование; 16 — копер; 17 — напорный грейфер

Для разработки грунта ниже уровня стоянки предназначена обратная лопата с укрепленным на рукояти ковшом, копающим в направлении к экскаватору. Для работы в стесненных условиях используют боковую обратную лопату с ковшом, копающим в вертикальной плоскости, смещенной относительно вертикальной оси вращения поворотной платформы или относительно продольной оси базовой машины.

Рабочее оборудование, из узлов которого может быть смонтирована прямая или обратная лопата, называют универсальной лопатой.

Для погрузки сыпучих и кусковых материалов предназначено погрузочное оборудование с поворотным ковшом, заполняемым при его движении от экскаватора.

Для послойной разработки грунта в различных плоскостях применяют планировочное оборудование с ковшом или ножом.

Для планировочных работ используют также землеройно-планировочное рабочее оборудование с рабочим органом, укрепленным на стреле, изменяющей при работе свою длину и поворачивающейся в вертикальной плоскости относительно поворотной части экскаватора, а также относительно своей продольной оси.

Для работы в стесненных условиях предназначено землеройно-планировочное оборудование с шарнирной опорой стрелы, смещаемой при работе поперек поворотной части.

При большой глубине копания грунт ниже уровня стоянки разрабатывают драглайном с помощью ковша, подвешенного на канатах и копающего в вертикальной плоскости в направлении к экскаватору. Каналы очищают боковым драглайном с ковшом, подвешенным на канатах и копающим под углом к вертикальной плоскости стрелы.

Погрузочные и разгрузочные операции с сыпучими грунтами и дроблеными породами, а также копание колодцев с вертикальными стенками, очистку прудов и каналов выполняют грейфером, снабженным захватывающим ковшом. Ковш грейфера может быть подвешен на канатах и тогда усилие напора ковша на грунт создается весом ковша. У гидравлического экскаватора ковш грейфера шарнирно подвешен к одному из жестких элементов рабочего оборудования, и усилие напора на грунт создается специальным приводным устройством.

Для рыхления прочных и мерзлых грунтов вместо ковша обратной лопаты гидравлического экскаватора устанавливают гидромолот.

С помощью кранового оборудования, устанавливаемого на экскаваторах вместо землеройного оборудования, выполняют перегрузочные и монтажные работы.

Для забивки свай на экскаватор устанавливают копер.

Для разработки глубоких выемок при строительстве подземных инженерных сооружений способом «стена в грунте» предназначен напорный грейфер на телескопической штанге большой длины.

Существуют более сорока наименований сменного рабочего оборудования.

Таким образом, одноковшовые строительные экскаваторы являются универсальными машинами многоцелевого назначения, которые имеют весьма широкое применение при выполнении самых различных работ в строительстве и других отраслях народного хозяйства.

Сайт инженера-проектировщика

Свежие записи

Экскаваторы одноковшовые

Одноковшовые экскаваторы. Описание.

Экскаваторы — это землеройные машины для разработки грунта и перемещения его в отвал или к транспортным средствам. По характеру работы различают экскаваторы циклического(одноковшовые) и непрерывного действия (многоковшовые). Все операции (копание, транспортировки грунта, разгрузка, возврат ковша в забой) экскаваторы одноковшовые выполняют последовательно, а многоковшевые — одновременно, когда один или несколько ковшей копают, вторые — транспортируют , третьи — разгружают, четвертые — движутся в забой.

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.

Марки экскаватора обозначаются буквами ЭО, четырьмя цифрами и двумя буквами (последних цифр может не быть). Буквы ЭО характеризует экскаватор как одноковшовый универсальный. Четыре основные цифры означают: соразмерную группу машины, тип ходового оборудования, конструктивное исполнение рабочего оборудования и порядковый номер модели. Восемь размерных групп экскаваторов обозначаются цифрами от 1 до 8. Цифра 1 соответствует вместимости основного ковша 0,15 м 3 ; 2 — 0,25 м 3 ; 3 — 0,4 м 3 ; 4 — 0,65 м 3 ; 5 — 0,25 м 3 ; 6 -1,6 м 3 ; 7 — 2,5 м 3 ; 8 — 4,0 м 3 . Размер экскаватора характеризует масса машины, мощность основного двигателя и геометрическая емкость основного ковша.

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

Последняя цифра индекса означает порядковый номер модели экскаватора. Первая из дополнительных букв после цифрового индекса (А, Б, В и т.д.) — порядковая модернизация данной машины, последующие — вид специального климатического изготовления (ХЛ — для севера, Т — для тропиков; ТВ — для работ во влажных тропиках) . Например, индекс ЭО-3322 А расшифровывается так: экскаватор одноковшовый универсальный, третьей размерной группы, на пневмоколесном ходовом оборудовании, с жесткой подвеской рабочего оборудования, вторая модель, прошла первую модернизацию. Экскаватор оборудуют основным ковшом вместимостью 0,4 м3, который соответствует третьей размерной группе, и переменным — вместимостью 0,65 м3.

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.

Читайте также  Экскаватор ек 12 технические характеристики

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.

Одноковшовые экскаваторы

Введение

Одноковшовый экскаватор — землеройная машина циклического действия для разработки (копания), перемещения и погрузки грунта. Рабочим органом является подвижный ковш, закреплённый на стреле, рукояти или канатах. Ковш загружается за счет перемещения относительно разрабатываемого грунта. При этом корпус экскаватора относительно грунта остается 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.

1. Устройство и принцип работы одноковшовых экскаваторов

Одноковшовый экскаватор (рис. 1) — это тоже средство передвижения, хотя и созданное для копания, подъема и разгребания грунта и материалов. Ходовая часть этих машин очень похожа на ходовую часть танка: такой же двигатель и такая же гусеничная лента. У экскаватора есть несколько стрел, и последняя кончается ковшом для зачерпывания земли. Многие экскаваторы, вроде того что изображен ниже на рисунке, имеют впереди мощный стальной щит для выравнивания территории. Так же как и на подъемном кране, в экскаваторе применяются гидравлические цилиндры для приведения в движение его стрел и ковша. Другие гидравлические двигатели и клапаны управления, находящиеся в кабине, позволяют управлять движением гусениц и бульдозерного щита. Гидроцилиндры приводятся в действие тем же двигателем внутреннего сгорания, что передвигает гусеницы экскаватора.

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:

  • типу шасси;
  • типу привода;
  • типу рабочего оборудования;
  • возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.

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.

1 — рама экскаватора, закрепленная на тракторе; 2 — Поворотная колонка; 3 — Стрела;

4 — Рукоять; 5 — Гидроцилиндр привода стрелы; 6 — Гидроцилиндр привода рукояти;

7 — Гидроцилиндр привода ковша; 8 — Ковш; 9 — Вариант установки ковша в положение обратной лопаты; 10 — Сменный грузовой крюк; 11 — Бульдозерный отвал; 12. — Выносные опоры

2.2. Классификация по типу шасси

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

Навешиваемые на трактор (рис. 8). В качестве базового шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторное оборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме. Характерный объём ковша — 0,2…0,5 м?. 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 (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.

Пневмоколесные экскаваторы (рис. 10) имеют собственное специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами. 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 объемом ковша 0,04 м2 до тяжёлых колёсных экскаваторов — с объёмом ковша до 1,5 м?. 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. Они 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 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.

Шагающие одноковшовые экскаваторы (рис. 11). 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…40 м3 и вылетом стрелы до 65…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 40 м). Погрузка полезных ископаемых шагающими экскаваторами в транспортные средства осуществляться не может.

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.

Паровые экскаваторы — в качестве двигателя используется паровая машина. Были распространены в начале 20-го века. В настоящее время не выпускаются.

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.

Читайте также  Мини экскаватор для домашнего хозяйства

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. 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.

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

В данной статье мы ознакомились с принципом работы, классификацией одноковшового экскаватора. Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что — это наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве и добыче полезных ископаемых.

Назначение, классификация, общее устройство и работа одноковшовых экскаваторов.

ОДНОКОВШОВЫЕ ЭКСКАВАТОРЫ

Одноковшовые экскаваторы являются универсальными ма­шинами многоцелевого назначения. Их широко применяют на различных земляных работах для разработки карьеров строительных материалов, на погрузке в транспорт сыпучих и кусковых материалов, а с помощью сменного оборудования ими осуществляют различные строительные опе­рации. Универсальные экскаваторы классифицируют по номинальной вместимости ковша — размерной группе (см. п. 1.4), конструкции ходо­вого оборудования, возможности вращения поворотной части, типу приво­да, исполнению и виду рабочего оборудования.

Следует отметить, что универсальные одноковшовые экскаваторы унифицированы со стреловыми кранами по отдельным элементам ходо­вого оборудования, трансмиссии и рабочему оборудованию.

Одноковшовые экскаваторы бывают универсальными строительными (вместимостью ковша 0,15—2,5 м 3 ), карьерными (2,5—4м 3 ), вскрышными (6 м 3 и выше) и туннельными. В дорожном строительстве применяют в основном универсальные экскаваторы с ковшом вместимостью до 3,2 м 3 .

По ходовому оборудованию одноковшовые экскаваторы разделяют на гусеничные (в том числе с увеличенной поверхностью гусениц), пневмоколесные на специальном шасси, на шасси грузовых автомобилей массового производства, на тракторах (навесные) и на плашкоутах для гидротехнических работ, проводимых на плаву.

По возможности вращения поворотной части экскаваторы бывают полноповоротными с вращением поворотной части вокруг вертикальной оси и неполноповоротными, угол вращения которой ограничен (для на­весного оборудования, смонтированного на тракторах).

По типу привода механизмов экскаваторы разделяют на одномотор­ные и многомоторные. У одномоторных экскаваторов все рабочие ме­ханизмы приводятся обычно от одного двигателя и имеют механический привод. Если механический привод включает гидродинамическую пе­редачу (преимущественно гидротрансформатор), то такую машину назы­вают экскаватором с гидромеханическим приводом.

Рабочее оборудование

Прямая и обратная лопата. Рабочее оборудование для раз­работки грунта выше уровня стоянки с укрепленным на напорной рукояти ковшом, копающим в направлении от экскаватора, называют прямой лопатой (рис. 2.35, а). У маятниковой прямой лопаты рукоять совершает только маятниковые движения относительно стрелы (рис. 2.35,6), а напор ковша при копании осуществляется одновременным опусканием стрелы. Напорная прямая лопата имеет приводное устройство для на­порного движения рукояти (рис. 2.35, в). Прямая лопата со створчатым ковшом может разрабатывать грунт при смыкании створок ковша, поворачивающихся в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота рукояти (рис. 2.35, г).

Рабочее оборудование для разработки грунта ниже уровня стоянки с

Рис. 2.35. Основные виды и исполнения рабочего оборудования универсальных экскаваторов:

а — прямая лопата; б — маятниковая прямая лопата; в — напорная прямая

лопата; г— прямая лопата со створчатым ковшом; д—обратная лопата; е—

боковая обратная лопата; ж — погрузочное оборудование; з — планировочное

оборудование; и — земле-ройно-планировочное оборудование; к —

землеройно-планировочное оборудование со смещаемой плоскостью копания; л

драглайн; ж — боковой драглайн; н — канатный грейфер; о —

гидравлический (жесткий) грейфер; п — крановое оборудование; р — копро­вое

укрепленным на рукояти ковшом, копающим в направлении к экска­ватору, называют обратной лопатой (рис. 2.35, д). Боковая обратная ло­пата (рис. 2.35, е) предназначена для работы в стесненных условиях с ковшом, копающим в вертикальной плоскости, смещенной относи­тельно вертикальной оси вращения поворотной платформы или относи­тельно продольной оси базовой машины.

Рабочее оборудование, из узлов которого может быть смонтирована прямая или обратная лопата, называется универсальной лопатой.

Погрузочный ковш(рис. 2.35, ж) служит для погрузки сыпучих

и кусковых материалов. Ковш заполняется напорным усилием с одновре­менным поворотом при его движении от экскаватора или с одно­временным перемещением экскаватора. Погрузочный ковш имеет в 2— 3 раза большую вместимость по сравнению с прямой лопатой для одной и той же модели экскаватора, что позволяет существенно повышать его производительность на погрузочных работах.

Планировочное оборудованиев виде уширенного ковша или отвала бульдозерного типа монтируют на универсальной стреле экскаватора (рис. 2.35, з) для послойной разработки грунта, планировки откосов, насыпей и выемок в различных плоскостях. Для специальных планиро­вочных работ с рабочим органом, который укрепляют обычно на телеско­пической стреле, изменяющей при работе свою длину и поворачивающей­ся в вертикальной и горизонтальной плоскостях и по отношению к своей продольной оси, выпускают специальные экскаваторы-планировщики (рис. 2.35, и) с различными рабочими органами для земляных, планиро­вочных и зачистных работ.

Для работы в стесненных условиях и для бокового выноса рабочего органа применяют стрелу с шарнирной опорой, которая может смещаться поперек поворотной части (рис. 2.35, к).

Драглайн(рис. 2. 35, л) применяют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Глубина копания, высота разгрузки ковша и расстояние, на которое может быть заброшен ковш (радиус копания) драглайна, значительно больше, чем у прямой и обратной лопаты. Поэтому драглайн используют для рытья сравнительно больших котлованов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог, для мелиоративных и гидро­технических работ.

Часто для очистки каналов применяют боковой драглайн (рис. 2.35, м) с ковшом, подве­шенным на канатах и копающим под углом к вертикальной плос­кости стрелы.

Драглайн (рис. 2.36) состоит из ковша / с подвеской, стрелы 8, тягового 2, подъемного 7 и стрелового 4 канатов, канатов подвески стрелы 6 и наводки 3 тягового каната и подвижной траверсы 5. Стрела решетчатой конструкции — сварная, что обеспечивает при меньшей массе большую длину. При необходи­мости длина стрелы может быть увеличена дополнительными вставками.

Рис. 2.36. Схема драглайна:

а — общая; б—запасовки

стрелового каната при подвеске

стрелы на шести ветвях; в — то

же, на четырех ветвях.

Рис. 2.37. Экскаватор с канатным грейфером:

1—ковш грейфера; 2 — оттяжной канат; 3 — стрела; 4 — блоки оттяжного каната; 5 — груз оттяжного устройства; 6 — замыкающий канат; 7 — поддерживающий канат; 8 — барабан замыкающего каната; 9 — барабан поддерживающего каната; 10 — верхняя головка; 11 — тяги; 12 — нижние блоки полиспаста; 13 — нижняя головка; 14 — челюсть ковша. Положение ковша: /, II—при копании; III—при подъеме; IV—при разгрузке

Грейферприменяют для разработки грунтов, расположенных ниже и выше уровня стоянки экскаватора, для погрузки и разгрузки сыпучих материалов, а также при некоторых видях земляных работ (рытье глу­боких котлованов, очистке прудов и каналов). Грейферы бывают ка­натные (см. рис. 2.35, «) и гидравлические (см. рис. 2.35, о). Обычнo применяют двухканатные грейферы (рис. 2.37). Ковш 1 двухканатногс грейфера подвешивают на поддерживающем 7 и замыкающем 6 канатах к стреле 3.

Чтобы предотвратить закручивание канатов 6 и 7 и значительное раскачивание ковша грейфера при повороте платформы, используют оттяжное приспособление, называемое успокоителем. Успокоитель дейст­вует на Ковш грейфера оттяжным канатом 2, создавая постоянное, незави­симое от положения ковша натяжение, которое обеспечивается весом перемещающегося по направляющим внутри стрелы груза 5, к которому крепят канат 2, огибающий блоки 4.

У канатного грейфера усилие напора ковша на грунт создается только весом ковша и динамическим ударом при опускании. Для раз­работки плотных и слежавшихся грунтов применяют жесткий (гидрав­лический) грейфер, у которого усилие напора осуществляется системой рычагов и гидравлическими цилиндрами.

Крановое оборудование(рис. 2.35, п) используют при выполнении разнообразных погрузочно-разгрузочных, такелажных и реже монтажных работ. Для монтажных работ более целесообразно применение специальных кранов, так как механизмы экскаватора не обеспечивают необхо­димого диапазона изменения скоростей рабочих операций (подъема, по­ворота, опускания груза). Стрелу для крана используют такую же, что и для драглайна, с такой же схемой ее подвески. В некоторых случаях на верхней части стрелы монтируют гусек, который позволя­ет увеличивать высоту подъема груза и подавать его на большее расстоя­ние.

Копровое оборудование(рис. 2.35, р) устанавливают на экскаватор для забивки свай и шпунта.

На экскаваторах могут быть смонтированы и другие виды сменного рабочего оборудования, число которых достигает 40 наименований.

В настоящее время разрабатывают новый вид оборудования — мани­пулятор в виде захватного устройства многоцелевого назначения, который сможет работать не только в полуавтоматическом режиме с ручным управлением, но и в автоматическом режиме по заданной программе при оборудовании экскаватора бортовой ЭВМ.

По подвеске рабочего оборудования универсальные одноковшовые экскаваторы бывают с гибкой (канатной) и жесткой (гидравлической) подвеской.

Одноковшовые экскаваторы: достоинства техники с гидравлическим приводом

Для выполнения различных земляных работ на стройплощадках и в процессе добычи полезных ископаемых применяется одноковшовая спецтехника.

Для выполнения различных земляных работ на стройплощадках и в процессе добычи полезных ископаемых применяется одноковшовая спецтехника. Такие экскаваторы относятся к машинам периодического действия. Основным параметром при выборе техники считается емкость ковша в кубометрах. На него обращают больше всего внимания, потому что ковш – основной рабочий элемент экскаватора.

Существуют и многоковшовые экскаваторы, которые необходимы в специфических условиях, к примеру, для рытья больших каналов на стройках и при работе в карьерах. Благодаря существованию одно- и многоковшовой техники скорость добычи полезных ископаемых и выполнение ряда строительных работ увеличилась в 10 и более раз.

Все виды одноковшовых экскаваторов по ГОСТу 17343-83 обязаны иметь в маркировке модели 4 цифры, которые указывают на:

  • размерную группу техники (их 8);
  • вариант ходовой системы (гусеничный или колесный тип);
  • модификация подвески;
  • порядковый номер экскаватора.

Все варианты, произведенные до 1970-х годов, имели индексацию, где учитывалась номинальная вместительность ковша, номер (порядковый) модели и вариант ее модернизации. Буквы ЭО указывали, что экскаватор был одноковшовый.

Основные характеристики для одноковшовых моделей

К основным техническим параметрам любых типов одноковшовых экскаваторов относят:

  • предельная высота и глубина рытья грунта;
  • максимальный радиус выполнения работ;
  • предельная длина стрелы – допустимый параметр загрузки.

При проведении различных строительных работ чаще всего используют (покупают или арендуют) экскаваторы, оснащенных ковшом с объемом от 0,15 до 4 м³. На территории стран СНГ намного чаще применяются машины 4 или 5 группы, емкость ковшей которых варьируется в пределах от 0,65 до 1 кубометра. Ряд производителей поставляет на рынок спецтехнику с полной автоматизацией ряда рабочих опций (процессов).

При этом на любой агрегат можно установить вспомогательное навесное оборудование. К нему относят:

  • обратная или прямая лопата;
  • грейфер;
  • драглайн.

Такие приспособления позволяют не только рыть землю, но и разрабатывать, перемешивать, грузить и складировать грунт.

Помимо перечисленных приспособлений, на экскаваторы с одним ковшом нередко устанавливается сменное оборудование для автоматизации процессов. Например, для очистки дна выемок или дробления больших валунов. Существуют варианты навесного инструмента для уплотнения грунта на откосах или разрушения промерзлой почвы.

Особенности вспомогательного обвеса для экскаваторов

Среди разнообразия навесного оборудования высоким спросом пользуются приспособления для снятия слоев грунта, необходимого при выполнении очень точных работ по планировке или строительству. А также варианты для создания аккуратных траншей под инженерные системы, трубопровод или для подачи сыпучей продукции.

Для создания выемок по заданным параметрам применяют специальные профильные ковши.

Технология работы «стена в грунте» выполняется при помощи особого штангового оборудования. А для разрыхления промерзшей почвы или очень плотного грунта используют гидромолот или зуб-рыхлитель.

При погрузке и устранении объемных камней, кусков почвы с территории применяют захватно-клещевое навесное оборудование.

Проведение разработки грунта с применением одноковшового экскаватора выполняют только позиционно. Площадка, на которой ведутся работы с применением дополнительных самосвалов или без них, должна быть ограждена. По завершению работ спецтехнику перевозят на новое место при помощи специального автотранспорта.

Принцип работы спецтехники

Экскаватор ковшевой в процессе работы совершает целый цикл определенных операций. Все они выполняются в строго определенной последовательности:

  1. Резка почвы и наполнение ей ковша.
  2. Поднятия ковша с набранным грунтом.
  3. Поворачивание техники вокруг оси к месту ссыпания.
  4. Свал (разгрузка).
  5. Поворот обратно к точке сбора материала (рытья).
  6. Опускания ковша для повторения всех этапов работы.

При этом экскаваторы одноковшовые способны выполнять следующие задачи:

  • рыть котлованы, карьеры, кратеры;
  • создавать траншеи и выемки по заданным техническим параметрам (ТЗ);
  • грузить почку на самосвалы или сваливать в указанное место.
Читайте также  Мини экскаватор с телескопической стрелой

Параметры выемок, которые может создавать один экскаватор, зависят от технических характеристик техники.

При планировании проведения земляных работ строительные инженеры или проектировщики обязаны расположить экскаватор так, чтобы свести к минимуму угол поворота. Это влияет на скорость работы спецтехники. С учетом конструктивных и технических параметров машин именно на повороты уходит 70% времени работы.

Разновидности и классы землеройных машин

Для быстрого поиска нужной спецтехники создана классификация экскаваторов с одним ковшом. Она позволяет подобрать подходящую единицу техники для максимально эффективного выполнения конкретных поставленных задач.

Главными параметрами при выборе экскаватора считают:

  • тип одноковшовой техники;
  • емкость ковша в кубометрах;
  • предельный показатель длины стрелы;
  • радиус резания почвы.

При подборе дополнительного навесного оборудования стоит учитывать характер разрабатываемой ямы, траншеи или котлована, а также близость расположения грунтовых вод.

По статистике, одноковшовые модели с «прямой лопатой» используют на строительных объектах, где необходимо выбирать (снимать) грунт выше, чем расположена стоянка машины с загрузкой на грузовик.

Такую спецтехнику легко увидеть в карьерах при добыче песка или других ископаемых. А также на стройках, где требуется погрузка грунта или отрывки котлована. Но для таких целей машину располагают так, чтобы для нее и грузовых авто был пандус (съезд) с наклоном в 10-15%.

Прямая лопата – тип дополнительного оборудования в виде ковша с открытым верхом и режущим прямым краем. Его вместительность от 0,15 до 2,5 кубометров. Соединено устройство с рукоятью экскаватора при помощи шарнирного механизма. Конструктивно такая спецтехника может работать только на площади забоев выше уровня стоянки. Оптимальный порог – высота в 1,5 м, допустимые отклонения от этой цифры на 0,1-0,2 м.

Варианты экскаваторной техники «Драглайн»

Экскаваторы самоходные одноковшовые типа «драглайн» применяются там, где необходимо работать с почвой, расположенной ниже уровня стоянки техники. Они способны:

  • создавать глубокие котлованы и достаточно широкие траншеи;
  • возводить насыпи нужной высоты;
  • проводить работы с грунтом под водой.

Радиус действия «драглайна» — до 10 м. Глубина компания почти 12 м. Такая техника прекрасно подходит для зачистки откосов, планировки больших площадок. Благодаря особому виду рабочего оборудования одноковшовый экскаватор легко справляется с грунтовыми водами и повышенной влагой. Он способен работать как с мягким, так и с твердым грунтом.

Конструкция спецтехники предполагает наличие длинной стрелы кранового типа и специального ковша, расположенного на канатах.

Для повышения показателя эффективности строительной техники схему работ планируют с поперечно-челночной или продольно-челночной выработкой. Такие методы позволяют сокращать угол поворота и уменьшать высоту подъема ковша. А производительность при этом повышается в 2 раза.

Ковши у «драглайнов» варьируются в пределах 2,5 кубометров. При планировке работы на крупных строительных объектах, например, для возведения фундамента свайного типа, данный подвид экскаваторной техники подходит лучше всего.

Все работы, связанные с морским или речным дном, проводятся также с применением «драглайнов».

Особенности спецтехники с «обратной лопатой» или «грейфером»

При проведении узконаправленных работ, к примеру, рытье узкого и достаточно глубокого котлована или создание траншеи по заданным параметрам, применяют грейфер. С его помощью можно достаточно быстро вырыть даже колодец.

Грейфер – специальный ковш, который оборудован двумя и более лопастями, а также стрелочным приводом, смыкающим лопасти. Такие самоходные строительные экскаваторы применяются для создания выемок, имеющих вертикальные стенки. Благодаря особенностям конструкции применять грейфер можно при любом типе грунта. Объем ковша варьируется в пределах от 0,35 до 2,5 кубометров.

Обратная лопата необходима для создания траншей, глубина которых достигает 7 м, а также для обустройства котлованов с глубиной до 6 м. Производительность такой модификации конструкции меньше, чем у грейферов, но сама техника считается более универсальной и долговечной. Ширина забора грунта ограничивается только проходимостью самого экскаватора.

Внешне обратная лопата напоминает классический ковш с системой открытия снизу. Дополнительно он оснащен режущим передний краем. Соединение с рукоятью идет по шарнирному типу.

По ГОСТу, действующему в СНГ, прописано, что универсальные экскаваторные машины с полным приводом обязаны комплектоваться именно обратной лопатой.

Критерии выбора землеройной спецтехники

Повышение эффективности работ напрямую зависит от предварительного расчета выбора одноковшового экскаватора. Для таких просчетов используют следующие технические параметры техники:

  • предельная и допустимая нагрузка;
  • тип привода;
  • конструктивные особенности;
  • наличие дополнительной техники на стройке.

Для расчета конфигурации и выбора подходящего ковша землеройной машины учитывают силы, воздействующие на него:

  • подъем привода;
  • напор, поступающий через шарниры и тяги рукояти;
  • сопротивление грунта и его влияние на зубья;
  • сила тяжести.

Для получения данных о прочности ковша необходимо высчитать нагрузку на его стенки, которые специально делают ребристыми. Это повышает прочность конструкции.

Затем, проектировщики или строительные инженеры проводят расчет рукояти, где учитывают показатели основных напряжений в ней (изгибающие и скручивающие). Расчеты проводятся сразу по 2 положениям. Рукоять из одной балки принято считать за консольную балку в 1 и во 2 положении (балка заделана в ковше или находится в седловом подшипнике).

Дополнительно учитывается расчет стрелы на жесткость и показатель прочности ее основных сечений (возле пяты и напорного вала). Затем, учитывается боковая тяга и оси головных блоков.

Достоинства новых моделей

Эксплуатационная производительность современной землеройной спецтехники с гидравлическим приводом намного выше, чем другие варианты. Особенно если принимать во внимание универсальные типы с гусеницами и повышенной проходимостью. Их масса варьируется в пределах 10-50 тонн.

Внутренне устройство экскаваторной машины с одним ковшом на гидравлическом ходу дает ему следующие достоинства:

  • улучшенный показатель производительности в сравнении с канатным приводом;
  • сниженная удельная энергоемкость и материалоемкость машины;
  • повышенная универсальность благодаря большому ассортименту навесного оборудования (до 40 видов);
  • увеличенная мощность и большое количество автоматизированных процессов;
  • оптимальные достаточно комфортные условия для работы машиниста – производительность его труда также увеличивается;
  • более эстетичный внешний облик спецтехники;
  • увеличенные эксплуатационные показатели за счет больших гусеничных платформ с повышенной проходимостью по разному типу местности.

Производители создали даже специальный вид мини-экскаватора, которые необходимы для замены ручного труда при проведении ремонтных работ в городской черте. Например, прокладка инженерных сетей и коммуникаций.

Современные агрегаты, меняющие представление об экскаваторах

В 21 веке существует немало видов экскаваторной техники, различающейся между собой видом ковша, приводом, платформой (колесной или гусеничной базой), габаритами (классические и миниатюрные). Но главная задача любой спецтехники – заменить ручной труд при работе с грунтом. Именно благодаря экскаваторам в разы увеличить темпы строительства объектов любого типа, как жилого, так и промышленного, а также ускорить процесс добычи полезных природных ископаемых в открытых месторождениях.

Схема применения спецтехники прорабатывается для каждого типа стройки или места добыли. Это позволяет сократить потери рабочего времени и увеличить общую продуктивность.

На большую часть земельных работ уходит более 50% всех временных затрат в строительстве, а также при добыче полезных ископаемых открытым методом.

Важно! Перед заказом или арендой спецтехники, землеройной машины необходимо получить консультацию инженера или проектировщика. Он проведет расчет и поможет подобрать марку строительного экскаватора. Это необходимо даже при желании применять универсальную технику. Чем точнее расчеты, тем выше эффективность и ниже затраты, включая финансовые.

Виды экскаваторов – основные характеристики

Прототипом современного экскаватора послужила машина, построенная в Северной Америке в первой половине 19-го века. В то время приводом для экскаватора стал паровой двигатель, а сама установка была ограниченно мобильной. Она перемещалась по рельсам и использовалась для строительства железных дорог. В Россию экскаватор на паровой тяге был ввезен в 1842 году для прокладки железнодорожного сообщения Санкт-Петербург–Москва.

Основные характеристики экскаваторов

Экскаваторы для использования в тоннелях, копания траншей, выборки горной массы в карьерах имеют функциональные и технические отличия. Каждый из технологических процессов имеет свои особенности и для достижения наилучшей производительности следует применять экскаватор, подходящий для использования в определенных условиях.

Обозначение экскаваторов по ГОСТ 30067–93 Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные

К основным параметрам, влияющим на выбор экскаватора, относятся такие характеристики:

  • Тип ходовой платформы – гусеничная, пневматическая, железнодорожная, понтонная для работы на воде, шагающая.
  • Режим использования – постоянный, периодический.
  • Тип моторов – дизельные, электрические.
  • Вместимость ковша и его виды.
  • Мощность силового агрегата.
  • Эксплуатационный вес и размеры.
  • Скорость передвижения.

Конструкция экскаваторов

Рабочая схема экскаватора состоит из таких элементов:

  • Двигатель экскаватора.
  • Масляные насосы.
  • Подъемный цилиндр.
  • Управляющий клапан.
  • Приводной электродвигатель.
  • Электродвигатель для поворота кабины.
  • Плечевой цилиндр.
  • Стрела.
  • Плечо манипулятора.
  • Ковш.
  • Ковшовой цилиндр.
  • Гидравлические магистрали.

Гидромолот Импульс-120/Impulse 120 – навесное оборудование экскаватора для решения широкого спектра дорожных и общестроительных задач.

Типы и виды экскаваторов и их классификация

Наличие широкого выбора навесного оборудования для стрелы экскаватора позволяет расширить возможности механизма. Для удобства машины классифицируются в соответствии с условиями использования, назначением и по другим показателям, о которых будет сказано ниже.

По назначению

В зависимости от выполняемых функций и комплектации навесным оборудованием под отдельный тип работ, машины классифицируются на такие модели:

  • Классическая модель для земляных и погрузочных операций в комплекте со землеройным, погрузочным ковшом.
  • Траншейный экскаватор для прокладки как кабелей городской электросети, так и магистральных трубопроводов с навеской цепной, роторной, дисковой или плужной конструкции.
  • Струг для планировочных работ с рабочим органом в виде стрелы с подвижной тележкой, на которой закреплен ковш.
  • Драглайн для работы с породами, расположенными ниже уровня машины. Ковш крепится к стреле на гибких связях и зачерпывает грунт по направлению к машине.
  • Планировщик для выемки грунта и формирования насыпи, снабженный телескопической стрелой и ковшом в виде обратной лопаты.

По принципу работы

Выбор экскаватора будет зависеть от режима его работы. По этому признаку машины делятся на многоковшовые – непрерывного действия и одноковшовые – циклического действия.

Экскаватор гусеничный UMG E180C – маневренная и производительная техника для различных условий и видов работ.

Техника с циклической схемой работы последовательно разрабатывает грунт и убирает его в сторону с помощью одного навесного оборудования – ковша. Экскаватор с одним ковшом – это универсальная машина, которая приспособлена под навесное оборудование различного назначения: грейфер, драглайн, прямая или обратная лопата и др.

Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовый экскаватор непрерывного действия имеет несколько ковшей и может работать без остановок в разных плоскостях – вертикальной, горизонтальной или по кругу.

Цепные модели оборудования подходят для рытья траншей, канав или каналов на грунтах с однородной структурой. Возможности этого устройства не всегда позволяют вчистую убрать грунт с разрабатываемой траншеи, из-за чего может потребоваться дополнительный механизм для переброски отвальной почвы на поверхность.

Роторные модели с несколькими ковшами подходят для вскрышных работ в открытых каналах.

Размерные группы экскаваторов по эксплуатационной массе

Главный параметр экскаватора – это его эксплуатационный вес с основным рабочим оборудованием. По этому критерию машины делятся в соответствии с ГОСТ–30067–93 на размерные группы, приведенные в Таблице 1.

Таблица 1 Классификация одноковшовых универсальных экскаваторов по эксплуатационной массе

По типу шасси

По типу устройства ходовой части различают такие экскаваторы:

  • Гусеничные.
  • Гусеничные с увеличенной опорной поверхностью гусениц.
  • Колесные.
  • Рельсовые.
  • Шагающие.
  • Плавучие.
  • Комбинированные.

Экскаватор колесный UMG E170W – маневренная и производительная техника, которая может самостоятельно доехать к месту работ.

По типу двигателя

Мощные и тяжелые гусеничные карьерные экскаваторы предпочтительно имеют электрический двигатель, который работает от силового кабеля, специально проведенного к месту разработки. Более легкие и маневренные экскаваторы, независимо от типа шасси, часто оснащаются дизельным мотором.

По повороту рабочего оборудования

Маневренность и удобство использования навесного оборудования экскаватора во многом зависит от типа его сочленения и гибкости связи со стрелой. В разных условиях работы удобно более или менее жесткое соединение ковша со стрелой и по этому признаку оборудование делится на такие виды:

  • Ковш, который приводится в движение канатами.
  • Ковш, жестко сочлененный со стрелой по схеме, втулка/вал и приводом от гидроцилиндров.

Канатный или жестко сочлененный тип подвески ковша используется на планировщике с телескопической стрелой, который доставляет ковш к месту работы втягиванием и выдвижением стрелы.

По виду рабочего оборудования

Универсальность одноковшового экскаватора позволяет навешивать на него такое оборудование:

  • Отвал.
  • Щетку.
  • Снегоуборочную установку.
  • Грейфер.
  • Планировочный ковш.
  • Бревнозахват.
  • Вилы.
  • Вибротрамбовка.
  • Траншейный ковш.
  • Рыхлитель.
  • Бур.
  • Гидромолот.

Экскаватор-погрузчик New Holland B90B LR – техника, с которой успешно применяется различное навесное оборудование.

По типу привода

В зависимости от места установки основного рабочего механизма экскаватора, его подвижность и угол действия отличаются. При компоновке основного механизма на подвижной платформе, оборудование может передвигаться вокруг вертикальной оси на 360 градусов. Эта характеристика классифицирует машину, как полноповоротную.

При способе крепления оборудования на ходовой части техники, его угол действия менее 360 градусов, что классифицирует такой экскаватор, как неполноповоротный.

Развитие гидравлических систем, электрических моторов и средств автоматизации управления экскаваторами позволяет этой технике решать весь спектр производственных, строительных, дорожных, коммунальных и других задач. Кабины машин оборудуются креслами с регулировкой, удобными органами управления, установками для вентиляции и кондиционирования воздуха, что обеспечивает оператору комфортные условия труда и снижает утомляемость.