Чинники класифікації видів екскаваторів. Класифікація та конструктивні схеми екскаваторів Застосування та значення екскаваторів

екскаваторомназивається землерийна машина, призначена для розробки (копання та переміщення) ґрунту, легких гірських порід у масиві або скельних у роздробленому стані.

Екскаватори застосовуються для виконання більше половини земляних робіт при будівництві промислових та цивільних будівель та споруд, автомобільних та залізниць, аеродромів, гідротехнічних систем та нафтопроводів, у кар'єрах при видобутку будівельних матеріалів та корисних копалин. З їх допомогою відривають котловани, траншеї, канали, а також розробляють виїмки та насипи та обробляють відкоси та стінки.

У дорожніх військах екскаватори є основною землерийною машиною, застосовуються самостійно та у складі комплектів та комплексів землерийно-транспортних машин для будівництва та відновлення земляного полотна, зведення насипів та спорудження виїмок, при виконанні загороджувальних, кар'єрних та вантажно-розвантажувальних робіт, для інженерного обладнання районів, беруть участь у роботі загонів забезпечення руху.

Робочий процес екскаваторів складається з відділення ґрунту від масиву – копання, транспортування ґрунту до місця розвантаження, розвантаження та повернення робочого органу в положення для нового копання.

Усі екскаватори залежно від часу робочого процесу ділять на великі групи: безперервної дії – многоковшовые; періодичної (циклічної) дії – одноковшові.

Багатоковшові екскаватори обидві операції (копання ґрунту та його переміщення) виконують одночасно; одноковшові – послідовно, перериваючи копання на час переміщення ґрунту. Таким чином, робочий час машини, протягом якого вибирають ґрунт, і продуктивність багатоковшових екскаваторів вища, ніж одноковшових. Застосування багатоковшових екскаваторів обмежено особливістю їхньої конструкції. В основному застосовуються при копанні траншей та видобутку нерудних матеріалів у кар'єрах з однорідними ґрунтами без кам'яних включень.

Одноковшові екскаватори є універсальними і мають ширшу сферу застосування:

застосовуються розробки ґрунтів як вище, і нижче рівня майданчика установки екскаваторів;

використовуються для земляних, вантажно-розвантажувальних та інших видів робіт, навіщо комплектуються кількома видами змінного робочого устаткування;

застосовуються для розробки ґрунтів І-ІІ категорії без попереднього розпушування вибою, ґрунтів ІІІ-ІV категорії, у тому числі мерзлих і скельних ґрунтів, з попереднім розпушуванням вибою вибухом або за допомогою розпушувачів;

використовуються в стиснених умовах, при розробці ґрунту під водою, вивантажуючи його в транспортні засоби або у відвал.

Промисловість виготовляє різні типи екскаваторів, які класифікуються за способом переміщення, типом застосовуваного основного двигуна, приводом механізмів, типом силових передач, типом системи управління, конструкції ходового пристрою, кутом повороту поворотної платформи, конструкції виконання робочого обладнання.

За способом переміщенняекскаватори бувають сухопутними та плавучими. Сухопутні екскаватори діляться на самохідні та тягачом, що переміщуються на буксирі або причепі, як без розбирання, так і з демонтажем окремих елементів.

За типом застосовуваного основного (первинного) двигунасучасні екскаватори випускаються із дизельними чи електричними двигунами. Дизельні двигуни використовуються на екскаваторах, які часто доводиться переміщати з місця на місце (на будівництві автомобільних і залізниць, будівництві нафтопроводів і т. д.). Електричні двигуни використовуються на екскаваторах, які постійно працюють в одному місці (наприклад, у кар'єрах). Вони простіші і дешевші в експлуатації.

Щодо механізміврозрізняють екскаватори одномоторні, у яких усі робочі механізми запускаються одним або декількома двигунами, що працюють на один вал, та багатомоторні, у яких кожен робочий механізм приводиться в дію окремим (індивідуальним) двигуном.

За типом силових передачРухи від двигуна до робочих механізмів будівельні екскаватори діляться на механічні, гідравлічні та електричні.

У механічних екскаваторів рух передається безпосередньо від первинного двигуна всім механізмам з допомогою валів, шестерень, черв'ячних пар, ланцюгових та інших механічних передач (механічна трансмісія).

У гідравлічних екскаваторів роль трансмісії виконують гідронасос (один або кілька), трубопроводи та гідродвигуни (гідромотори або гідроциліндри).

Електричний тип силової передачі відрізняється від гідровлічного типу видом силових механізмів - електрогенератор, силові електромережі, електродвигун (один чи кілька).

За типом системи управліннярозрізняють екскаватори з важільно-механічним, пневматичним, гідравлічним, електричним та комбінованим (електропневматичним, електрогідравлічним) керуванням. Важельно-механічне керування через велику кількість недоліків на більшості машин замінено пневматичним або гідравлічним. Пневматичне керування встановлюють на машинах з одномоторним приводом та механічною трансмісією. Гідравлічне та електричне керування використовують при відповідних видах приводу.

За конструкцією ходового пристрою сухопутні екскаватори поділяються на гусеничні, пневмоколісні, крокуючі (останні застосовують тільки в одноковшових екскаваторах).

Ходовий пристрій сприймає та передає на основу (грунт) навантаження від маси машини та навантаження, що виникають при роботі, а також забезпечує пересування екскаватора.

Ходове влаштування екскаваторів буває наступних типів: Г– гусеничне з мінімально допустимою опорною поверхнею гусениць; ГУ– гусеничне (поширене) із збільшеною опорною поверхнею гусениць, призначене для роботи на ґрунтах із низькою несучою здатністю; П- пневмоколісне, що дозволяє збільшити мобільність екскаватора, полегшити та прискорити його перекидання власним ходом з одного об'єкта на інший; СШ– спеціальне шасі автомобільного типу, що відрізняється від типу Птим, що крім двигуна, встановленого на поворотній частині екскаватора, на шасі встановлений потужніший двигун, що забезпечує пересування екскаватора з великою швидкістю; ходовий пристрій типу СШмає міцну та низьку спеціальну раму, що відрізняється за конструкцією від рами шасі вантажного автомобіля; А- шасі вантажного автомобіля; Тр- Тракторне (зазвичай використовуються пневмоколісні трактори); Пр- Причіпне.

Залежно від кута повороту поворотної платформи у горизонтальній площині екскаватори називають повноповоротними або неповноповоротними.

Поворотна частина екскаватора може обертатися навколо вертикальної осі на необмежений кут. У машин цього на поворотній платформі встановлені двигун і основні робочі механізми, і навіть зміцнено робоче устаткування.

Неповноповоротними виготовляють лише невеликі екскаватори з урахуванням тракторів. У цих екскаваторів відсутня поворотна платформа, а робоче обладнання укріплене за допомогою поворотної колонки безпосередньо на ходовому пристрої, щодо якого обертається на обмежений кут (180-270 0).

Залежно від конструктивного виконання робочого обладнанняодноковшові екскаватори бувають з гнучкою, жорсткою підвіскою та телескопічною стрілою.

Стріла, а іноді й робочий орган (наприклад, ківш) у екскаваторів з гнучкою підвіскою підвішені на канатах, якими приводяться в дію. Стріла та інші елементи робочого обладнання екскаватора з твердою підвіскою з'єднані шарнірно один з одним і приводяться в дію гідроциліндрами. До екскаваторів з телескопічною стрілою відносяться екскаватори, у яких робочий процес супроводжується висуванням та втягуванням стріли.

Крім перелічених ознак класифікації екскаватори відрізняються один від одного конструкцією, призначенням, розмірами та потужністю. Одноківшеві екскаватори залежно від призначення чи роду виконуваної роботи поділяються на будівельні, кар'єрні, розкривні, спеціальні.

Будівельніекскаватори з ковшами місткістю до 4 м3 призначаються для виконання земляних та вантажно-розвантажувальних робіт.

Кар'єрніекскаватори призначаються до роботи у рудних, вугільних та інших кар'єрах.

Розкривніекскаватори з прямою лопатою та крокуючі драглайни з ковшами місткістю 25-160 м 3 застосовуються на відкритих гірських розробках та великих будівельних об'єктах (кар'єрах) для видалення розтину у відвал.

Спеціальніекскаватори (тунельні, торф'яні тощо) призначені для використання в певних специфічних умовах.

Індексація (маркування) одноковшових екскаваторів, що діє в нашій країні, відображає їх основну характеристику. Індексація екскаваторів ґрунтується на розмірній групі машин.

Стійкість машин та можливість ефективного використання ковшів різних ємностей на відповідному вильоті стріли, глибині чи висоті копання визначає розмірну групу екскаваторів.

Ємності ковшів наведено для орієнтування, т.к. вони для даного екскаватора можуть відрізнятися в два і більше разів, залежно від категорії грунту, що розробляється.

Система індексації одноковшових універсальних екскаваторів передбачає наступну структуру індексу (рис. 6.1). Індекс екскаватора складається з буквених та цифрових груп.

Літерна група «ЕО» означає екскаватор одноковшовий. У екскаваторів військового призначення в лівій буквеній частині індексу є буква В (ЕОВ - екскаватор одноковшовий військовий).

Цифрова група означає (за порядком їхнього розташування): розмірну групу; тип ходового устрою; виконання робочого устаткування; порядковий номер моделі.

Літери (А, Б, …) після цифр позначають чергову модернізацію цієї моделі, а також її спеціальне кліматичне виконання (ХЛ – північне; Т – тропічне; ТБ – для вологих тропіків).

Наприклад, індекс ЕО-4125ХЛ позначають екскаватор одноковшовий, повноповоротний, універсальний, IV розмірної групи (місткість основного ковша 0,65 м 3), на гусеничному ходу, з жорсткою підвіскою робочого обладнання (гідравлічний), 5-ї моделі, північного виконання.

Поряд із розглянутою може зустрічатися індексація, що включає буквене позначення типу неповоротної частини та цифрову групу, що позначає масу екскаватора. Наприклад, індексом ЕК-17 позначають однокаваний екскаватор на пневмоколісному ходу масою 17 тонн.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЕКСКАВАТОРІВ

ЧАСТИНА ПЕРША

Глава I
§ 1

Класифікація та основні частини екскаваторів

Екскаваторами називаються землерийні машини, призначені для копання та переміщення ґрунту. Всі екскаватори залежно від використання робочого часу для власне копання ґрунту ділять на дві великі групи: безперервної дії – багатоковшові та періодичної (циклічної) дії – одноковшові. Багатоковшові екскаватори обидві операції - копання ґрунту та його переміщення - виконують одночасно; одноковшові ці операції виконують послідовно, перериваючи копання на час переміщення ґрунту. Таким чином, робочий час машини, протягом якого вибирають ґрунт, і продуктивність багатоковшових екскаваторів вища, ніж одноковшових. Незважаючи на це, одноковшові екскаватори поширені ширше внаслідок їхньої універсальності, тобто можливості застосовувати їх як на земляних, так і на вантажно-розвантажувальних роботах у найважчих, у тому числі скельних (з попереднім підриванням), ґрунтах. Застосування багатоковшових екскаваторів обмежене: в основному їх використовують при копанні траншей та видобутку нерудних матеріалів у кар'єрах з однорідними ґрунтами без кам'яних включень.

За способом переміщення екскаватори бувають сухопутні та плавучі.

За конструкцією ходового пристрою сухопутні екскаватори поділяють на гусеничні, колісні та крокуючі (останнє застосовують тільки в одноковшових екскаваторах). *

За типом основного (первинного) двигуна сучасні екскаватори бувають дизельними або електричними. Вибір двигуна визначається умовами, в яких працюватиме екскаватор. Так, дизелі використовують на екскаваторах там, де машину потрібно порівняно часто перевозити з місця на місце, наприклад, на будівництві нафто- та газопроводів, залізниць та шосейних доріг, цивільному будівництві тощо.

На екскаваторах, що постійно працюють в одному місці, наприклад у кар'єрах з видобутку нерудних матеріалів, вигідно застосовувати електродвигуни, які простіше та дешевше в експлуатації.

По приводу механізмів розрізняють одномоторні екскаватори, у яких всі робочі механізми наводяться одним або декількома двигунами, що працюють на один вал, і багатомоторні, у яких робочі механізми наводяться декількома двигунами, незалежно працюючими один від одного.

У СРСР усі будівельні одноковшові екскаватори з механічним приводом випускають одномоторними. Багатомоторний привід застосовують на будівельних гідравлічних екскаваторах.

За типом силових передач руху від двигуна до робочих механізмів будівельні екскаватори поділяються на механічні та гідравлічні.

У механічних екскаваторів рух передається безпосередньо від первинного двигуна всім механізмам з допомогою валів, шестерень, черв'ячних пар, ланцюгових та інших механічних передач (механічна трансмісія).

У гідравлічних екскаваторів роль трансмісії виконують гідронасос (один або кілька), трубопроводи та гідродвигуни (гідромотори або гідроциліндри). У трубопроводах циркулює робоча рідина, що передає енергію від насосів до гідродвигунів, які наводять робочі механізми руху.

Крім перелічених ознак класифікації, екскаватори кожної групи відрізняються друг від друга призначенням, розмірами і потужністю.

Одноківшеві екскаватори за призначенням ділять на три основні групи: будівельні універсальні, призначені для земляних та вантажно-розвантажувальних робіт у будівництві; кар'єрні - для роботи в кар'єрах на розробці рудних і вугільних родовищ, а також скельних порід; розкривні - для розробки корисних копалин (вугілля, руди) відкритим способом. перекидання верхніх шарів порід у вироблений простір, а також на будівництві великих гідротехнічних споруд.

Крім цих основних груп випускають ще спеціальні екскаватори, призначені для використання у певних специфічних умовах: підземні - для підземної розробки корисних копалин при великій потужності пласта, тунельні - для навантаження підірваної породи при проходженні тунелів, торф'яні - для видобутку торфу та ін.

У цьому підручнику описані найбільш поширені (масою до 22 т), що випускаються вітчизняною промисловістю, одноковшові універсальні будівельні екскаватори.

Одноковшовий екскаватор (рис. 1) складається з наступних основних частин: ходового пристрою 1У поворотної частини та робочого обладнання.

Ходовий пристрій сприймає і передає на основу (грунт) навантаження від маси машини і навантаження, що виникають при роботі, а також забезпечує пересування екскаватора.

Ходове влаштування екскаваторів буває наступних типів:

Г - гусеничне з мінімально допустимою опорною поверхнею гусениць;

ГУ - гусеничне із збільшеною опорною поверхнею гусениць, призначене для роботи на ґрунтах з низькою несучою здатністю;

П-"пневмоколісне, що дозволяє збільшити мобільність екскаватора, полегшити та прискорити його перекидання власним ходом з одного будівельного об'єкта на інший;

Ш - спеціальне шасі автомобільного типу, що відрізняється від типу П тим, що, крім двигуна, встановленого на поворотній частині екскаватора, на шасі встановлений потужніший двигун, що забезпечує пересування екскаватора з великою швидкістю; ходовий пристрій типу Ш має міцну та низьку спеціальну раму, що відрізняється за конструкцією від рами шасі вантажного автомобіля;

А – шасі вантажного автомобіля;

Тр - тракторне (зазвичай використовують пневмоколісні трактори).

Поворотна частина складається з поворотної платформи 2 з механізмами та силовим обладнанням та робочого обладнання 3.

Поворотна платформа спирається через спеціальний роликовий опорно-поворотний пристрій на раму ходового пристрою та може повертатися щодо нього у горизонтальній площині. Одна й та сама поворотна платформа може бути встановлена ​​на ходові пристрої різних типів.

Залежно від кута повороту поворотної платформи у горизонтальній площині ескаватори називають повноповоротними або неповноповоротними.

Поворотна частина екскаватора може обертатися навколо вертикальної осі на необмежений кут. У машин цього типу (рис. 2, а) на поворотній платформі встановлені двигун та основні робочі механізми, а також кріплено робоче обладнання.

Неповноповоротними виготовляють лише невеликі екскаватори з урахуванням тракторів (рис. 2, 6).

У цих екскаваторів відсутня поворотна платформа, а робоче обладнання укріплено за допомогою поворотної колонки безпосередньо на ходовому пристрої, щодо якого воно обертається на обмежений кут.

1 Схема одноковшового екскаватора:
1 - ходовий пристрій,
2 - поворотна платформа,
3 - робоче обладнання

2 Повноповоротний екскаватор Е-652Б з механічним приводом на гусеничному ходу з гнучкою підвіскою робочого обладнання (а) та неповноповоротний екскаватор ЕО-2621А з гідравлічним приводом на базі трактора з жорсткою підвіскою робочого обладнання (6)

Робочим обладнанням називається комплекс вузлів екскаватора, що містить робочий орган (наприклад, ківш, гак або грейфер, за допомогою якого копають ґрунт, піднімають вантаж, захоплюють сипучці та шматкові матеріали) і забезпечує його дію в зоні роботи екскаватора.

Основний робочий орган екскаватора - ківш - призначений для копання, утримування під час переміщення та розвантаження ґрунту чи іншого матеріалу. Копанням називається одночасне зрізання ґрунту та заповнення ним ковша. Зрізана частина ґрунту називається стружкою (рис. 3).

На вигляд конструктивного виконання робочого обладнання екскаватори бувають з гнучкою підвіскою, жорсткою та телескопічною стрілою. У екскаваторів з гнучкою підвіскою стріла, а іноді робочий орган (наприклад, ківш) підвішені на канатах, якими приводяться в дію.

У екскаваторів з жорсткою підвіскою стріла та інші елементи робочого обладнання з'єднані шарнірно один з одним і приводяться в дію гідроциліндрами.

З телескопічною стрілою випускають екскаватори-планувальники, у яких висування та втягування стріли є робочими рухами.

Універсальний будівельний екскаватор зазвичай має кілька видів робочого обладнання, якими він може працювати в залежності від умов експлуатації. Ці види робочого устаткування можуть легко замінюватися одне одним, тому вони називаються змінними.

Робоче обладнання з жорсткою підвіскою (шарнірно-важільне) та з телескопічною стрілою застосовують тільки на гідравлічних екскаваторах.

Робочий орган до робочого обладнання також кріплять гнучким або жорстким зв'язком. На рис. 4 показані різні кріплення робочого органу у різних видів робочого обладнання з гнучкою (канатною) підвіскою.

Робочий процес одноковшового екскаватора складається з робочого циклу, тобто розробки та переміщення ґрунту, та пересування екскаватора до забою, після того як з місця стоянки екскаватора стане незручно або неможливо продовжувати подальшу розробку ґрунту. Під час пересування екскаватора робота не виконується, тому час, який витрачається на пересування, слід максимально скорочувати.

Робочий цикл екскаватора складається з наступних операцій:

1. Власне копання ґрунту (зрізання ґрунту та заповнення ним ковша).

2. Виведення ковша з ґрунтом із вибою, щоб забезпечити можливість безперешкодного повороту платформи.

3. Переміщення заповненого ґрунтом ковша до місця розвантаження, для чого або повертають платформу з робочим обладнанням (у повноповоротних) або тільки робоче обладнання (у неповноповоротних машин).

4. Розвантаження ґрунту з ковша у відвал чи транспортний засіб.

5. Переміщення ковша (поворот платформи) до забою.

6. Опускання ковша для підготовки до наступної операції копання.

До кінця 60-х років в нашій країні в основному випускали повноповоротні екскаватори з механічним приводом та гнучкою підвіскою робочого обладнання. У дев'ятій п'ятирічці (1970-1975 рр.) швидко розвивалося виробництво гідравлічних екскаваторів із жорсткою підвіскою робочого обладнання (рис. 5-7). Таке розширення випуску гідравлічних екскаваторів визначається цілим рядом їх конструктивних, технологічних та економічних переваг у порівнянні з екскаваторами з механічним приводом.

Класифікація екскаваторів

Екскаваторами називаються землерийні машини, призначені для копання та переміщення ґрунту. Всі екскаватори ділять на дві великі групи: безперервної дії – багатоковшові та періодичної (циклічної) дії – одноковшові.

Екскаватори безперервної дії обидві операції - копання ґрунту та його переміщення - виконують одночасно; екскаватори періодичної дії виконують ці операції послідовно, перериваючи копання на час переміщення ґрунту. Таким чином, робочий час машини, протягом якого вибирають ґрунт, більше у екскаваторів безперервної дії та продуктивність їх вища, ніж продуктивність екскаваторів періодичної дії. Незважаючи на це, ширше поширені одноковшові екскаватори, перевага яких полягає в їхній універсальності, тобто можливості застосування як на земляних, так і на вантажно-розвантажувальних роботах та в будь-яких найважчих, у тому числі скельних (з попереднім підриванням), ґрунтах . Багатоківшові екскаватори використовують в основному при копанні траншей і видобутку нерудних матеріалів у кар'єрах в однорідних ґрунтах, що не мають кам'яних включень.

Як одноковшові, так і багатоковшові екскаватори бувають сухопутними та плавучими.

Сухопутні екскаватори мають гусеничне, пневмоколісне та крокуюче (останнє застосовують тільки в одноковшових екскаваторах) ходове обладнання.

Механізми екскаватора рухаються дизелями, карбюраторними, паровими або електричними двигунами. Переважна більшість сучасних екскаваторів обладнана дизелями та електричними двигунами як найбільш економічні. Рідше застосовують карбюраторні двигуни.

Вибір двигуна визначається умовами, в яких працюватиме екскаватор. Так, на екскаваторах, що працюють на будівництві залізниць та шосейних доріг, тобто там, де машину потрібно порівняно часто перевозити з місця на місце, використовують дизелі. На екскаваторах, що постійно працюють в тому самому місці, наприклад в кар'єрах з видобутку нерудних матеріалів на вугільних розрізах і т. п., вигідно застосовувати електродвигуни, так як електрика - найдешевший вид енергії. Крім того, спрощується обслуговування та відпадає необхідність у постійному постачанні машини паливом.

Тому на екскаваторах із ковшами ємністю до 3 м3 частіше встановлюють дизелі, а на екскаваторах більшої потужності – електричні двигуни.

Якщо всі механізми екскаватора рухаються від одного двигуна, такий привід називається одномоторним. Якщо в екскаваторі кожен механізм (або деякі з механізмів) рухається окремим двигуном (зазвичай електричним), такий привід називається багатомоторним.

У СРСР одноковшові екскаватори з одномоторним приводом виготовляли з ковшами ємністю до 2,5-3 м3, там - до 4-4,5 м3. В даний час готують до виробництва екскаватори.

з дизель-електричним багатомоторним приводом, на яких встановлюють ковші ємністю 16 м3 (Е-1602). Крім того, почалося виробництво екскаваторів з багатомоторним гідравлічним приводом, де застосовують ковші ємністю 0,25 м3 (Е-2513 та Е-2514), та готується виробництво гідравлічних екскаватороз з ковшем ємністю 0,4-0,5 м3.

Поширення багатомоторного приводу зокрема пояснюється тим, що механізми екскаватора виконують у вигляді окремих агрегатів, які легко можуть бути встановлені під час збирання машин та замінені під час їх ремонту (при агрегатному методі ремонту). Крім того, така конструкція дозволяє застосовувати на різних машинах однакові або майже однакові (уніфіковані) вузли, що дасть можливість налагодити великосерійне спеціалізоване виробництво їх та зменшити номенклатуру запасних частин.

Для передачі руху від двигуна до робочих механізмів використовують такі види приводу:
– механічний, коли рух передається за допомогою валів, шестерень, черв'ячної пари, ланцюгових передач;
– гідравлічний об'ємний, де роль приводу виконують гідронасос (один або декілька), маслопроводи та гідромотори (або гідроциліндри);
– у маслопроводах циркулює рідина, що передає енергію від насосів до гідромоторів (або гідроциліндрів), що приводять робочі механізми в рух; цей спосіб заснований на властивості рідини не стискати;
– гідродинамічний, де для передачі енергії використовують тур-бомуфти чи турботрансформатори; його застосовують зазвичай у поєднанні з механічним для плавної роботи механізмів та автоматичного регулювання швидкості руху в залежності від величини навантаження (зі збільшенням навантаження швидкість руху робочих механізмів зменшується і навпаки);
- Електричний, застосовуваний на екскаваторах з багатомоторним приводом у поєднанні з механічним; цей привід дає можливість машиністу за бажанням регулювати швидкість руху механізмів екскаватора, автоматично змінювати швидкість залежно від навантажень, а також поєднувати робочі рухи;
- Змішаний, що складається з приводів двох видів, наприклад механічного та електричного.

Механічний привід найбільш поширений, тому його наявність на екскаваторі ніяк не обумовлюється в назві машини, а зазвичай вказується тільки тип двигуна, наприклад дизельний одноковшовий екскаватор з ковшем ємністю 0,5 м3. Якщо ж застосовують привід іншого виду, це вказують у назві екскаватора, наприклад дизель-електричний екскаватор, тобто екскаватор з дизельним силовим обладнанням і електричним приводом.

Все сказане відноситься як до екскаваторів періодичної дії (одноковшових), так і до екскаваторів безперервної дії (багатоковшових).

Таким чином, екскаватори розрізняють:
1) за способом переміщення (плавучі та сухопутні);
2) за типом силового обладнання (з» дизелем, карбюраторним, електричним або паровим двигуном);
3) за кількістю двигунів (одномоторні, багатомоторні);
4) на вигляд приводу (механічні, гідравлічні об'ємні, гідродинамічні, електричні, змішані);
5) за типом ходового обладнання сухопутних екскаваторів (гусеничні, пневмоколісні).

Крім перерахованих ознак класифікації, кожна з груп екскаваторів відрізняється дрібнішими ознаками - розмірами, потужністю, призначенням.

Одноківшові екскаватори ділять за призначенням на три основні групи: - будівельні, з ковшами ємністю до 3 м3, призначені для земляних та вантажно-розвантажувальних робіт у будівництві;
– кар'єрні, з ковшами ємністю від 2 до 8 м3, призначені для роботи в кар'єрах на розробці рудних та вугільних родовищ, а також скельних порід;
– розкривні, з ковшами ємністю понад 6 м3, призначені для розробки верхніх шарів порід (розкриви), що покривають пласти корисних копалин (вугілля, руди).

Розкривні екскаватори відрізняються подовженим робочим обладнанням, що дає можливість відвалювати ґрунт на велику відстань від місця виробітку. До цієї групи машин відносяться також і потужні крокуючі екскаватори - драглайни, що використовуються на гірських роботах для перекидання верхніх шарів порід у вироблений простір, а також великих гідротехнічних будівництвах.

Одноковшові екскаватори слід розрізняти щодо використання їх із різними видами робочого обладнання.

Універсальними екскаваторами називаються машини, що мають щонайменше чотири види змінного робочого обладнання. Будівельні екскаватори зазвичай випускають універсальними, причому один вид робочого обладнання може бути замінений іншим у процесі експлуатації.

Спеціальними називають екскаватори, що мають тільки чин вид робочого обладнання. Їх, як правило, випускають з ковшами ємністю понад 6 м3, проте спеціальними можуть бути екскаватори з ковшами меншої ємності (наприклад, підземні).

У цій книзі описані одноковшові будівельні сухопутні екскаватори, що випускаються вітчизняною промисловістю, повноповоротні та неповноповоротні.

Мал. 1. Схема одноковшового екскаватора:
1 - ходове обладнання; 2 - поворотна платформа,

Екскаватором називається машина, що служить для механічного видобутку нетвердих або подрібнених гірських порід (рис. 2).

Поряд з відділенням частини породи від масиву, екскаватор переміщає видобуту породу на деяку відстань до транспорту, або до відвалу, якщо порода, що видобувається, скидається у відвал на місці (при копанні котлованів, при заготівлі глини в конусі або гряди).

Будівництво першого одноковшового екскаватора належить до 1836 року. Дещо пізніше, в 1860 році, був сконструйований багатоковшовий екскаватор.

У дореволюційній Росії перший одноковшовий екскаватор з'явився набагато пізніше - в 1900 році. Незначна кількість таких екскаваторів була випущена на розробку піщаних кар'єрів залізничного відомства. Багатоковшеві екскаватори в той період у нас зовсім не виготовлялися.

У Радянському Союзі екскаваторобудування набуло потужного розвитку.

За способом дії та розташування робочого снаряда екскаватори діляться на такі основні класи: одноковшові, кабельні, багатоковшові.

За способом пересування в робочому стані вони поділяються на екскаватори з рейковим та гусеничним ходом.

За останні роки промисловість важкого машинобудування почала випускати надпотужні одноковшові екскаватори, що переміщаються в робочому стані за допомогою крокуючого механізму.

Багатоківшові екскаватори будуються також і плавучими (так звані землечерпалки) для робіт з поглиблення річок, каналів та інших водойм. Одним із різновидів таких землечерпалок є драги, що застосовуються в золотодобувній промисловості.

Мал. 2. Одноківшовий екскаватор на гусеничному ходу.

Екскаватори приводяться в дію електромоторами постійного або змінного струму, паровими машинами або двигунами внутрішнього згоряння.

Доатегорія: - Експлуатація екскаваторів

Основні види робочого обладнання, параметри та індексація будівельних екскаваторів. Продуктивність та шляхи її підвищення. Машини та обладнання для мерзлих ґрунтів. Застосування машин із традиційними органами для розробки мерзлих ґрунтів. Види спеціальних машин.

Загальна класифікація одноковшових екскаваторів (призначення, пристрій, робочі процеси, технологічні можливості, продуктивність, сфера застосування). Пряма та зворотна лопата, драглайн, грейфер

Одноковшовими екскаваторами називають позиційні землерийні машини циклічної дії, обладнані ковшовим робочим органом. Робочий цикл О.Е. складається з послідовно виконуваних операцій копання ґрунту, його переміщення в ковші до місця відсипки, розвантаження ковша з відсипанням ґрунту у відвал або транспортний засіб та повернення ковша на позицію початку наступного робочого циклу. Це називають екскавацією. Після відпрацювання елемента вибою екскаватор переміщують нову позицію. О.Е.класифікують:

1-за призначенням: будівельні, будівельно-кар'єрні, кар'єрні, розкривні, тунельні, шахтні;

2-по виду робочого обладнання: пряма та зворотна лопата, драглайн, грейфер, планувальник;

3-по виконанню робочого обладнання: канатні, гідравлічні

4-по виду ходових пристроїв: пневмоколісні (автомобільні та тракторні бази), гусеничні, крокуючі;

5-по можливості обертання поворотної частини: повноповоротні та неповноповоротні;

6- за кількістю встановлених двигунів: одно-і багатомоторні.

О.Е. Можуть мати кранове, палябійне, трамбувальне та інше змінне обладнання. З одним видом робочого обладнання – спеціальні, а укомплектовані змінними видами робочого обладнання – універсальними.

Будівельні експедитори призначені для розробки ґрунту до IV категорії без попереднього розпушення, мерзлі та скельні після їх розпушення. Гідравлічні екскаватори використовуються у 80% у загальному обсязі виробництва.

Головним параметром ОЕ є маса. Залежно від маси вони поділяються на розмірні групи.

Розмірні групи характеризуються набором основних параметрів:

1) - потужність силової установки;

2) - місткість ковша;

3)- зусилля з його зубах;

4) - розміри робочої зони;

5) - тривалість робочого циклу;

6)- швидкості пересування;

7) - частота обертання поворотної платформи;

8) - долаються ухили;

9) - питомий тиск на ґрунт;

11) - габаритні розміри та інші.

розмірна група	маса унів-х О.Е., т
О. Еге.	згори	до
	- 6,3	6,3

Індекси. О. Е. – ЕО-0000:

1цифра - розмірна група;

2цифра - тип ходового пристрою (1. гусеничні, 2. гусеничні зі збільшеною опорною поверхнею, 3. пневмоколісні, 4. спец шасі автомобільного типу, 5. шасі вантажного автомобіля, 6. на базі трактора);

3цифра тип підвіски робочого обладнання (1 та 2 – з гнучкою та жорсткою підвіскою, 3 – телескопічне робоче обладнання);

4-цифровий номер моделі екскаватора.

Наприклад ЕО-4123:

Екскаватор одноковшовий, будівельний, універсальний, 4 розмірні групи з гусеничним ходовим пристроєм, зі збільшеною опорною поверхнею, жорсткою підвіскою робочого обладнання, третьої моделі. Літерами далі – чергова модернізація та кліматичне виконання.

Технічна продуктивність О. Е.:

,

де q – ємність ковша;

Коефіцієнт заповнення;

Коефіцієнт розпушування ґрунту;

тривалість робочого циклу;

Тривалість однієї пересування на нову позицію;

Число робочих циклів однією позиції.

Експлуатаційна продуктивність:

,

де – тривалість періоду роботи екскаватора;

Коефіцієнт використання у часі (при однозмінній роботі Кв = 0,2-0,25).

Основні робочі органи гідравлічних екскаваторів є ковш зворотної та прямої лопат, навантажувача та грейфера.

Змінні робочі органи: бульдозерні відвали, однозубі та багатозубі розпушувачі, гідромолоти, кранові підвіски, різні модифікації грейферів та захватів, шнекові бури.

Екскаватор складається з базової частини та робочого обладнання.

Базова частина: складається з ходового візка з нижньою рамою, опорно-поворотного пристрою, поворотної платформи з насосно-силовою установкою, вузлів гідравлічної системи приводу та кабіни машиніста.

Робоче обладнання – зворотна лопата включає послідовно з'єднані між собою шарнірами стрілу, рукоятку та ківш. Воно призначене для розробки ґрунтів в основному нижче за рівень стоянки екскаватора.

Робоча зона повноповоротного екскаватора – це частина простору, обмеженого тороїдальною поверхнею, радіальний переріз якої називається осьовим поздовжнім профілем робочої зони.

По ньому визначають робочі розміри:

Hmax – максимальну глибину копання;

Rkcmax – радіус копання лише на рівні стоянки екскаватора;

Hвmax – висоту вивантаження.

Робоче обладнання – пряма лопата – для розробки ґрунту вище за рівень стоянки екскаватора складається зі стріли, рукояті та ковша. Стріла коротше, ніж у зворотної лопати. Привід стріли забезпечується двома гідроциліндрами, а ручки одним. Щодо рукояті ковші можуть бути поворотними та неповоротними. Такий екскаватор розробляє ґрунт рухом ковша знизу (від рівня стоянки екскаватора) догори (до верхнього обрізу вибою).

Робоче обладнання – грейфер – використовують для уривки робочих котлованів, очищення водойм та каналів, для розвантаження та навантаження сипких матеріалів. Воно складається з двощелепного ковша, встановленого на нижньому кінці штанги, підвішеної до рукояті зворотної лопати на двох циліндричних шарнірах, що дозволяють ковшу зайняти вертикальне положення. Щелепи розкриваються гідроциліндрами.

Для початку роботи ківш з розкритими щелепами опускають на матеріал, що захоплюється, потім їх замикають. Ківш впроваджується у матеріал та заповнюється ним. Потім його піднімають рукояттю з виїмки з поворотом платформи на розвантаження. Ківш розвантажують розмиканням щелеп. Для розпушування міцних та мерзлих ґрунтів екскаватори комплектують обладнанням: однозубим розпушувачем, гідромолотом (руйнування скельних порід, зламування асфальту під час ремонту доріг).

Драглайном називають робоче обладнання О. Е. з ковшем, підвішеним до стріли на підйомному канаті і тяговим канатом, що переміщується при копанні грунту.

Будівельні драглайни з ковшами 0,3 до 3 куб.м для розвантаження ґрунту нижче рівня стоянки при уривку котлованів та траншей, при підводній розробці виїмок, навантаження та розвантаження сипких та подрібнених матеріалів. Вони працюють переважно із розвантаженням у відвал.

Змінні робочі органи (гідромолоти, гідротрампування, розпушувачі, вилкові захоплення, грейфери, кліщові захоплення, планувальні відвали та ін.) Екскаватори – планувальники, неповноповоротні екскаватори, міні екскаватори (qк=0,03-0,2куб.м) місцях, усередині будівель, при ремонтних роботах, мікроекскаватори (b=1м, qк=0,02куб.м)

Класифікація екскаваторів безперервної дії (Е.М.Д.). Призначення, сфера застосування, пристрій, робочий процес, технологічні можливості та продуктивність траншейних та ланцюгових екскаваторів

е. н. д. – це землерийні машини, безупинно розробляють грунт з одночасним навантаженням їх у транспорт чи відвал. Робочий орган обладнаний кількома ковшами, скребками, різцями, що по черзі відокремлюють ґрунт від масиву. Їх кріплять на єдиному робочому органі – роторі або замкнутому ланцюзі.

Їх класифікують за:

призначенню або виду виконуваних робіт:

а) траншейні;

б) кар'єрні;

в) будівельно-кар'єрні;

за типом робочого органу:

а) роторні;

б) ланцюгові (скребковий, фрезерний);

за способом копання:

а) поздовжнього;

б) поперечного.

Ротори застосовують розробки траншей обмеженої глибини (до 3 м). Ланцюгові глибиною до 6м і більше. Їх застосовують розробки однорідних грунтів до IV категорії. Великі кам'янисті включення знижують ресурс цих машин. Для мерзлих ґрунтів головний параметр траншейних екскаваторів глибина траншеї, що відривається, маса і потужність двигуна.

ЕТР-254 – екскаватор роторний траншейний четвертої моделі для розробки траншей глибиною 2,5м.

ЕТЦ-165 – екскаватор траншейний ланцюгової п'ятої моделі для розробки траншей глибиною до 1,6м.

Траншейний екскаватор складається з двох частин – тягача та робочого обладнання, з'єднаних між собою напівпричіпною чи навісною схемами.

Робоче обладнання траншейного екскаватора забезпечує відрив від масиву ґрунту в траншеї проектної глибини та ширини з укосами або без них, повне винесення його з траншеї та відсипання в бруствер (кавальєр) поряд з траншеєю. Останню операцію виконує стрічковий відвальний конвеєр, встановлений перпендикулярно до поздовжньої осі траншеї в порожнині ротора (на роторних екскаваторах) або на тягачі (на ланцюгових). Для розробки вузьких траншей (щілин) застосовують безконвеєрні скребкові фрезерні траншейні екскаватори.

Екскаватор – це спеціалізований механізм для розробки ґрунту. Область використання: будівельна індустрія, гірничодобувна промисловість, іригація.

Класифікація землерийної техніки

Екскаваторний парк відрізняються характерними ознаками – габаритами, потужністю, призначенням та іншими технічними параметрами.

Тип ходової частини

Розрізняють кілька основних груп:

• гусеничні;
• крокуючі;
• колісні;
• рейкові;
• плавучі;
• комбіноване шасі.

За режимом експлуатації

Залежно від характеру роботи всі землерийні механізми поділяються на два великі класи.

Екскаватор з безперервним процесом роботи

Має у своїй конструкції кілька ковшів, що дозволяє йому одночасно виконувати операції з виїмки та переміщення ґрунту.

Корисно знати! Розробка породи може проводитись у горизонтальній, вертикальній площині по колу.

Використовуються на однорідних ґрунтах. Їх застосування обмежується влаштуванням заглиблень, де потрібне перебазування відвальної землі до поверхні. З їх допомогою виробляється пристрій канав, траншей, каналів. Діляться на роторні та ланцюгові. Виконавчий орган першої групи являє собою колесо, що обертається, на якому розміщуються ковші.

На ланцюгових екскаваторах вони закріплюються на рухомий конструкції, що є набором розпушувачів, підрізних елементів, вигрібних скребків.

Наявність значної кількості ковшів забезпечує безперервність процесу, оптимізує необхідні зусилля, зменшує навантаження, підвищує продуктивність земляних робіт.

Траншеї бувають прямокутними, у вигляді трапеції, ступінчастими та досягають у глибину 4 м при ширині до 2 м. Відвальний грунт складується осторонь траншеї.

Ланцюгові багатоківшові траншейні екскаватори застосовуються в районах залягання м'яких ґрунтів групи без наявності великих включень. Роторні модифікації використовуються для розкривних робіт у відкритих кар'єрах.

Екскаватор із циклічним характером дії

Оснащується одним ковшем. Розробка та виїмка ґрунту виконується послідовно. Механізми такої конструкції застосовуються при змішаних ґрунтах із кам'яними включеннями твердих гірських порід. Є більш уніфікованим сегментом техніки в порівнянні з багатоковшовим варіантом.

За експлуатаційним призначенням

Землерійна техніка діляться за групами:

• кар'єрна;
• розкривні - для експлуатації в місцях поверхневого видобутку корисних копалин та твердих гірських порід;
• шахтні комбайни – для підземних робіт;
• будівельна універсальна.

Модель приводу робочого органу

Має кілька модифікацій:

• гідросистеми - найбільш численна категорія, а головна перевага полягає у можливості активно використовувати навісне обладнання у вигляді гідромолотів, пробійників, спеціалізованих захватів, перфораторів;
• дизель-електричні машини - вага від кількох десятків до сотень тонн;
• електроприводні агрегати – суперекскаватори з живленням від ліній електропередач.

По силовому устаткуванню

Вибір двигуна залежить від умов, у яких експлуатуватимуться механізми. У кар'єрній техніці найчастіше застосовуються електродвигуни. Це пояснюється відносною дешевизною електроенергії. При спорудженні автомагістралей раціональне використання дизельних установок.

Якщо виконавчі механізми екскаватора наводяться на дію одним двигуном, такий привід називають одномоторним, а за наявності окремої силової установки кожної групи устаткування - многомоторным.

Особливості одноковшових екскаваторів

Найпоширеніший клас. Їх групування має свої принципи та ряд ознак.

Індекс розмірного класу

• номер 0-8: від особливо легкого до особливо важкого - маса від 3 до 160 т;
• за потужністю; 10 - 800 л.с.;
• об'єм ковша: 0,1 – 10 м 3 .

Техніка важча 8 класу відноситься до надважких екземплярів. Проектується на індивідуальні замовлення.

За типом конструкції, що несе ківш

1. Щогла, що коливається - жорсткий елемент. До неї тросами кріпиться ківш. Перевертання робочого органу провадиться за допомогою системи сталевих канатів. Така схема отримала назву драглайн. Застосовується на моделях крокуючих екскаваторів, які використовуються при розкривних та видобувних роботах. Грейфер плавучих варіантів та навантажувачів теж підвішується на щоглах.
2. Телескопічна стріла пристрою схожа на стрілу автокранових установок. Застосовується рідко. Використовується на екскаваторах, де немає необхідності забезпечення підвищеної жорсткості стрілового елемента під час виконання робіт.
3. Шарнірна стріла характеризується підвищеним коефіцієнтом міцності та рухливості. Застосовується на важких зразках екскаваторів.
4. Стріла, що ламається - застосовується в парі з гідроприводом на більшості універсальних екскаваторів.

За типом робочого органу

1. Простий ківш (варіант – наявність відкидного дна).
2. Пряма лопата - для екскавації ґрунту вище за горизонт розташування екскаватора.
3. Зворотна лопата - обладнання з розробки ґрунту нижче механізму при влаштуванні котлованів, траншей, виїмок.
4. Грейфер - складається з двох половин, які опускають на ґрунт, а під час підйому вони захоплюють ґрунт і захлопуються. Застосовується на пухких, сипких категоріях ґрунту.
5. Драглайн (волокуша) - зрізує ґрунт при протягуванні по дотичній до площини землі.

Малі механізми

Типовий представник такого класу - це компактний одноковшовий екскаватор на гусеничному ходу з стрілою, що ламається, і гідроприводною системою. Загальна вага до 1500 кг з ковшем до 0,15 куб. м. Відвалом не комплектується, але мають солідний набір доп. обладнання.

Корисна інформація! Є малютки з двигуном до 50 см 3 .

Завдяки економічності, універсальності та здатності працювати в обмежених умовах, набувають популярності в будівництві. Сьогодні зростає попит на землерийні машини з невеликим ковшем на пневмоколісному ходу, які мають підвищену маневреність для оперативної передислокації з одного об'єкта на інший.

Екскаватори-виконали

Вузькопрофільні завдання для спеціалізованої техніки стали поштовхом до створення суперпотужних прототипів. Це стосується крокуючих екскаваторів. Для шасі використовується опорна плита, яка переміщається майданчиком за допомогою гідромоторів. Розміщене на ній екскаваторне обладнання має унікальну продуктивність. Яскравий приклад – це одноковшові драглайни з об'ємом ковша до 100 м3. Довжина стріли коливається в межах до 130 м. Варто відзначити і роторні модифікації, в яких робочий орган у вигляді колеса з набором ковшів діаметром до 18 м. Глибина розробки грунту досягає 45 м, а висота - 38 м. робочі габарити дозволяють проводити широке охоплення оброблюваного майданчика. Середня швидкість переміщення становить до 450 м-коду на день.

Технічна довідка! Подібні зразки створювалися у 80-90 роки і функціонують до сьогодні. Це свідчить про надійність таких екскаваторів.

Особливість крокуючої землерийної техніки - поєднання властивостей циклічних машин та багатоковшових моделей.

Підсумки

Багатий набір видів екскаваторів, що мають специфічний режим експлуатації, тип силового агрегату, характер технологічного обладнання дає можливість вибрати відповідну модифікацію для розробки грунтів 1-6 категорії та різного алгоритму використання.

Статтю підготовлено фахівцями компанії «Сфера». Інформація про