Двигатель экскаватор


Реферат Одноковшовый экскаватор

Реферат на тему:

План:

    Введение
  • 1 Размерные группы
  • 2 Классификация
    • 2.1 По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности
      • 2.1.1 Полноповоротные
      • 2.1.2 Неполноповоротные
    • 2.2 По типу шасси
      • 2.2.1 Навешиваемые на тракторы
      • 2.2.2 На автомобильном шасси
      • 2.2.3 Пневмоколёсные
      • 2.2.4 Гусеничные
      • 2.2.5 Шагающие
      • 2.2.6 Железнодорожные
      • 2.2.7 Плавучие
    • 2.3 По типу двигателя
    • 2.4 По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)
      • 2.4.1 С групповым механическим канатным приводом (механические)
      • 2.4.2 С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)
      • 2.4.3 С гидравлическим приводом
      • 2.4.4 Рабочее оборудование
  • 3 История развития
  • ПримечанияЛитература

Введение

Одноковшовый экскаватор

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. Размерные группы

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

Номер размерной группы Эксплуатационная масса, т Мощность основного двигателя, л.с. Объём ковша (геометрический), м³ Класс экскаватора
0 менее 3 10-40 менее 0,1 особо лёгкий
1 5-6 30-50 0,15-0,4 лёгкий
2 8-9 40-60 0,25-0,6 лёгкий
3 10-12 50-80 0,3-1,0 средний
4 19-30 80-130 0,65-1,6 средний
5 30-40 100-200 1,2-2,5 тяжёлый
6 55-60 200-350 1,6-4 тяжёлый
7 80-100 300-500 2,5-6,3 особо тяжёлый
8 100-160 400-800 5-10 особо тяжёлый

[1]

2. Классификация

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.

2.1. По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности

2.1.1. Полноповоротные

Схема полноповоротного экскаватора

Рабочее оборудование, приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются на поворотной платформе, которая в свою очередь устанавливается на шасси посредством опорно-поворотного устройства (ОПУ), и может поворачиваться относительно него в любую сторону на любой угол. Части гидросистемы шасси и поворотной платформы полноповоротных экскаваторов соединены с применением коллектора, что позволяет производить неограниченное количество полных оборотов в одну сторону.

2.1.2. Неполноповоротные

Схема неполноповоротного экскаватора на шасси колесного трактора 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.

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

2.2. По типу шасси

2.2.1. Навешиваемые на тракторы
  • Экскаватор, навешенный на трактор «Беларусь»

  • Тракторный экскаватор зарубежного производства

В качестве базового шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторное оборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме. Наиболее распространенными являются экскаваторы, навешиваемые на тракторы класса 1,4. Характерный объём ковша — 0,2-0,5 м³. Применяются для выполнения небольших землеройных или погрузочных работ, чаще всего при ремонте инженерных сетей. Конструкция рабочего оборудования позволяет оперативно переставлять ковш для работы прямой или обратной лопатой. Ковш может заменяться грейфером, грузовыми вилами или крюком. Для привода используется двигатель базового трактора. Привод рабочего оборудования гидравлический. Благодаря относительно высокой скорости хода могут оперативно прибывать к месту выполнения работ, расположенных на расстоянии 20-30 км от места базирования. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоваться также для выполнения транспортных и бульдозерных работ.

2.2.2. На автомобильном шасси
  • Экскаватор ЭОВ-4421 (Кирасир) на шасси КрАЗ-255

  • Экскватор UDS на шасси Татра-141

В качестве базового шасси используется грузовой автомобиль, чаще всего повышенной проходимости. Обладают высокой скоростью перемещения. Применяются в случаях, когда требуется высокая мобильность: в военном деле (инженерные войска, дорожные войска), при выполнении спасательных операций, при строительстве дорог, очистке каналов. Рабочее оборудование — преимущественно — обратная лопата. Выпускаются экскаваторы с телескопической стрелой и поворотным ковшом, позволяющим оперативно переходить от прямой лопаты к обратной. Для привода может использоваться как двигатель базового автомобиля, так и отдельный двигатель, установленный на поворотной платформе.

2.2.3. Пневмоколёсные
  • Современный пневмоколёсный экскаватор с гидравлическим приводом

  • Пневмоколёсный экскаватор 50-х - 60-х годов с канатным приводом

Экскаваторы имеют собственное специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами. Выполняются чаще всего полноповоротными. Для повышения устойчивости и предотвращения сползания при загрузке ковша имеют выносные опоры. Имеют скорость хода до 30 км/ч. Могут буксироваться грузовыми автомобилями со скоростью до 40 км/ч. Проходимость по слабым грунтам ограниченная. Выпускаются в широком диапазоне размерных групп — от микроэкскаваторов с объемом ковша 0,04 м³ до тяжёлых колёсных экскаваторов — с объёмом ковша до 1,5 м³. В связи со спецификой выполняемых работ: разработка котлованов, траншей, планировочные работы — рабочее оборудование — преимущественно обратная лопата. Могут использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение при выполнении различных видов строительных и ремонтных работ.

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

2.2.4. Гусеничные
  • Гусеничный экскаватор компании New Holland 2000-х годов массой 22т.

  • Экскаватор DEMAG Bagger - один из самых крупных в своем классе

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

2.2.5. Шагающие

Поворотная платформа с оборудованием шагающего экскаватора установлена на опорной плите. С поворотной платформой связаны лапы, которые при работе экскаватора подняты (не касаются грунта). При передвижении экскаватора лапы опираются на грунт. При этом опорная плита отрывается от грунта. Экскаватор передвигается на один шаг вперед (для некоторых моделей возможно движение назад). После этого лапы поднимаются и возвращаются в исходное положение. На шагающем ходу выпускают крупные карьерные экскаваторы с объёмом ковша 15 м³ — 40 м³ и вылетом стрелы до 65 м — 150 м. Рабочее оборудование — драглайн. Шагающими экскаваторами выполняются вскрышные работы (расчистка залежей полезных ископаемых от пустой породы), а также добыча полезных ископаемых и перемещение их в отвал (высотой до 40м). Погрузка полезных ископаемых шагающими экскаваторами в транспортные средства осуществляться не может.

2.2.6. Железнодорожные

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

2.2.7. Плавучие

Плавучий одноковшовый экскаватор — земснаряд

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

2.3. По типу двигателя

Работает паровой экскаватор

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

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

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

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

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

2.4. По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

2.4.1. С групповым механическим канатным приводом (механические)

Лебёдки механического экскаватора

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

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

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

  • экскаваторы с механическим канатным приводом имеют сложную конструкцию и содержат большое число быстроизнашивающихся изделий (накладки фрикционов, ленты тормозов, канаты).
  • канатный привод обеспечивает ограниченное число независимых перемещений элементов рабочего оборудования;
  • канатный привод технически сложно сделать автоматизированным;
  • канатный привод не обеспечивает полной фиксации элементов рабочего оборудования в заданном положении.

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

2.4.2. С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)

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

2.4.3. С гидравлическим приводом

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

В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.

2.4.4. Рабочее оборудование

3. История развития

Примечания

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

Литература

  • Беркман И. Л. Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы / И. Л. Беркман, А. В. Раннев, А. К. Рейш. — М., Машиностроение, 1977 г.
  • Краткий справочник машиниста экскаватора / под. ред. А. Ф. Яковлева, М. Машиностроение — 1972 г.

wreferat.baza-referat.ru

Экскаваторы гусеничные Hyundai LC (Хендай) из Кореи

    Содержимое:
  1. Hyundai R180LC 9S
  2. Hyundai R210
  3. Hyundai R220LC 9S
  4. Hyundai R250LC 7
  5. Hyundai R260LC 9S
  6. Hyundai R300LC 9S
  7. Hyundai R380LC 9SH
  8. Hyundai R520LC 9S
Техника корейской корпорации Hyundai известна и популярна в разных странах мира. Наверное, нет вида строительных и специальных машин, которые не производились бы на заводах компании. В той или иной мере все сегменты этого рынка заполнены машинами под брендом Hyundai. Гусеничные экскаваторы являются одним из видов машин, которые стремительно завоевали симпатии пользователей.

Начало выпуска экскаваторов на гусеничном ходу приходится на 1988 год, когда первенец сошел с конвейера корпорации. С тех пор экскаватор гусеничный Hyundai сумел стать одним из символов компании, войдя в двадцатку лучших среди машин всех производителей мира. В данный момент диапазон моделей очень широк, по массе – от 3,3 до 85 тонн, по объему ковша – от 0,6 до 4,5 м³. Глубина копания экскаваторов с обратной лопатой превышает 7 м а мощность двигателей отдельных моделей – 460 л.с.

По моделям и их модификациям экскаваторов корпорация Хюндай держит неизменное первенство. Они производятся на заводах в Китае, Бразилии, Индии и работают на всех континентах. Среди продуктов компании можно выбрать машину для выполнения любого вида работ с качествами, присущими только ей. Безошибочно ориентироваться в моделях Hyundai поможет их индексация, в которой зашифрованы все основные данные машины:

  • R – гусеничные экскаваторы Хюндай;
  • Последующие цифры – масса машины в центнерах;
  • Буквенное сочетание LC – удлиненная база;
  • LCD – оборудован бульдозерным отвалом;
  • NLC – зауженные ходовая часть и кабина управления;
  • FS – машины с прямой лопатой;
  • D – модели с удлиненной стрелой и рукоятью;
  • HS – машины с увеличенной высотой поворотного круга;
  • LR – увеличена высота разгрузки и глубина разработки котлованов.
Независимо от страны, где расположены производственные мощности Hyundai, экскаваторы гусеничные не отличаются по качеству сборки и другим показателям. На всех машинах устанавливаются дизельные двигатели высокого качества производства Cummins, Mitsubishi или моторы собственной разработки корейской компании. Гидравлика отличается наличием высокопроизводительных насосов и мощных цилиндров. Некоторые модели оборудованы гидравлическими разъемами для подключения навесных орудий, типа гидромолота. Это значительно повышает универсальность и функциональность машин.

Hyundai R180LC 9S

Очень маневренный экскаватор Hyundai R180LC 9S собственной массой 18600кг отличается большой глубиной копания и значительной высотой выгрузки. Комплектуется двигателем Mitsubishi S6S-DT мощностью 116 л.с. и обратным ковшом емкостью 0,76 м³. Глубина разработки котлованов достигает 6 м при радиусе ведения работ 7,7 м. Дизель отличается прямым впрыском топлива, наличием турбонаддува с охладителем воздуха и системой холодного пуска. Выхлопная система оборудована катализатором, повышающим экологические показатели машины.Два гидравлических насоса вырабатывают потоки расходом 160 л/мин каждый. Скорость движения машины по максимуму достигает 5,5 км/ч. При движении экскаватор может преодолевать подъемы до 35˚.

Экскаваторы Hyundai R210

Гусеничные экскаваторы весом около 20 тонн представлены несколькими моделями и модификациями. Одной из самых востребованных машин на строительстве является Hyundai R210LC 7. Он оборудован двигателем производства Каммингс модели B5.9-C мощностью 112 кВт (150 л.с.). Полная масса машины достигает 23,7 тонны. Стандартная комплектация включает обратный ковш вместимостью 1,4 м³, но часть машин оборудована ковшами объемом 0,92 м³. Скорость собственного хода лежит в диапазоне 3,4 – 5,5 км/час.

Радиус разработки грунта в режиме копания достигает 10 метров, глубина 6,55 м, а высота подачи ковша – 6,9 м.

Особенностью данной машины является наличие компьютерной системы управления мощностью двигателя и центрального пульта, контролирующего все параметры хода и работы экскаватора. Двигатель оборудован системой предпускового обогрева в холодное время года. Эффективность применения достигает температур ниже 40˚ С. При умеренных температурах запуск облегчается работой системы холодного пуска. Ширина гусениц в 0,6 м обуславливает не слишком большое удельное давление на грунт и возможность работы на почвах низкой плотности.

Кабина оператора оборудована регулируемым сидением с ремнями безопасности, кондиционером или отопителем, магнитолой. Hyundai R210NLC отличается несколько собственной массой – 22 т, более узкими гусеницами – 500 мм и меньшей глубиной копания – 5720 мм. Некоторые изменения наблюдаются и в габаритах машины. Как и предыдущую модель, этот экскаватор можно оборудовать гидромолотом.

Экскаватор гусеничный Hyundai R220LC 9S

  1. Двигатель машины Cummins B5.9-C;
  2. Мощность 143 л.с;
  3. Емкость ковша 0,92 м³;
  4. Глубина копания 6,74 м;
  5. Ширина кромки ковша 1,250 м.
Базируется Hyundai R220LC 9S на гусеницах шириной 0,6 м и отличается очень низким давлением на почву – 0,46 кг/см, что при массе в 22 тонны позволяет полноценно работать на грунтах любой плотности. Он может работать при температурах до -25˚С зимой и до +45˚С летом.

Особенностью модели является ее оборудование модернизированной топливной системой, значительно понижающей расход топлива и повышающей экологичность работы двигателя. Высокая степень автоматизации и контроля работы двигателя и система его самодиагностики повышают общий ресурс машины. Экскаватор оборудован также системой кратковременного повышения мощности до 10% без ущерба для основных узлов и машины в целом.

Экскаватор на гусеничном ходу Hyundai R250LC 7

Следующая по массовому показателю модель – экскаватор гусеничный Hyundai R250LC 7. Двигатель – шестицилиндровый дизель с турбиной, достигающий мощности 174 л.с. Гидравлическая система оборудована двумя аксиально поршневыми насосами гидростатического привода хода и гидромотором поворота с автоматическим тормозом. Главная гидравлическая система питается от двух регулируемых аксиально-поршневых насосов, оснащенных тормозным клапаном. Их производительность достигает 160 л/мин каждого.

Параметры разработки грунта:

  • Радиус проведения работ 10,39 м;
  • Глубина копания 7м;
  • Высота копания вертикальной поверхности – 9,7 м;
  • Высота выгрузки 6,7 м.
Кабина экскаватора обладает превосходным обзором во всех направлениях. Система освещения включает две мощные фары. Управление экскаваторной системой осуществляется с помощью двух джойстиков, а ходом - двумя рычагами и педалями. Размещение органов управления очень эргономично, сидение оператора можно регулировать соответственно росту и весу. В 7 серию моделей входят экскаваторы Hyundai R360LC 7А и Hyundai R450LC 7 более высокой производительности. Hyundai R360LC 7А отличается установленным на нем двигателем класса Евро 4.

Hyundai R260LC 9S

Экскаватор гусеничный Hyundai R260LC 9S отличается комфортабельной кабиной с кондиционером и очень эргономичным расположением органов управления. Он может работать в очень сложных климатических условиях. Двигатель мощностью 178 л.с. обеспечивает надлежащую работу гидравлики. Hyundai R260LC 9S может разрабатывать грунты любой плотности на глубинах до 7 метров и вертикальные карьерные поверхности высотой до 9 м. оборудуется ковшом 1,27 м³. Установленный гидромолот на экскаватор Hyundai превращает его в незаменимую машину при демонтаже зданий и дорожных работах на скальных и мерзлых грунтах.

Hyundai R300LC 9S

Hyundai R300LC 9S более тяжелая машина, по производительности – одна из самых эффективных в семействе Hyundai . Ее масса составляет 38,5 тонн, а двигатель обладает мощностью 261 л.с. Отличие машин 9 серии от серии 7 состоит в повышенной комфортабельности кабины управления, более совершенном размещении рычагов управления и повышенном сроке службы узлов и деталей, подвергающихся наибольшим нагрузкам. Экскаватор гусеничный Hyundai R300LC 9S оборудован ковшом емкостью 1,86 м³ и очень эффективен при работе с большими карьерными самосвалами.

Hyundai R380LC 9SH

Hyundai R380LC 9SH, как и все машины, обозначенные индексом SH, конструктивно созданы для работ при экстремально низких температурах. Оборудованы очень эффективной системой отопления и устройствами предпускового подогрева дизеля.

Hyundai R520LC 9S

В 9 серии выделяется мощный экскаватор Hyundai R520LC 9S, массой 51 тонну. Огромный ковш в 3,2 м³ при мощности двигателя в 255 л.с. делают его чрезвычайно производительной машиной. Глубина копания и высота выгрузки меньше, чем у гусеничного экскаватора Hyundai R330LC 9S, но объем вынимаемого грунта в 2,2 раза больше.

stroy-plys.ru

Одноковшовый экскаватор — википедия фото

Одноковшовые экскаваторы классифицируются по типу шасси, типу привода, типу рабочего оборудования, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности.

По возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности

Полноповоротные
  Схема полноповоротного экскаватора

Рабочее оборудование, приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются на поворотной платформе, которая, в свою очередь, устанавливается на шасси посредством опорно-поворотного устройства (ОПУ), и может поворачиваться относительно него в любую сторону на любой угол. Части гидросистемы шасси и поворотной платформы полноповоротных экскаваторов соединены с применением коллектора, что позволяет производить неограниченное количество полных оборотов в одну сторону.

Неполноповоротные

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

По типу шасси

Навешиваемые на тракторы
  • Экскаватор, навешенный на трактор «Беларусь»

  • Тракторный экскаватор зарубежного производства

В качестве базового шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторное оборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме. Наиболее распространёнными являются экскаваторы, навешиваемые на тракторы класса 1,4. Характерный объём ковша — 0,2—0,5 м³. Применяются для выполнения небольших землеройных или погрузочных работ, чаще всего при ремонте инженерных сетей. Конструкция рабочего оборудования позволяет оперативно переставлять ковш для работы прямой или обратной лопатой. Ковш может заменяться грейфером, грузовыми вилами или крюком. Для привода используется двигатель базового трактора. Привод рабочего оборудования гидравлический. Благодаря относительно высокой скорости хода могут оперативно прибывать к месту выполнения работ, расположенных на расстоянии 20—30 км от места базирования. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоваться также для выполнения транспортных и бульдозерных работ.

На автомобильном шасси
  • Экскаватор ЭОВ-4421 на шасси КрАЗ-255

  • Экскаватор UDS на шасси Tatra-141

В качестве базового шасси используется грузовой автомобиль, чаще всего повышенной проходимости. Обладают высокой скоростью перемещения. Применяются в случаях, когда требуется высокая мобильность: в военном деле (инженерные войска, дорожные войска), при выполнении спасательных операций, при строительстве дорог, очистке каналов. Рабочее оборудование — преимущественно — обратная лопата. Выпускаются экскаваторы с телескопической стрелой и поворотным ковшом, позволяющим оперативно переходить от прямой лопаты к обратной. Для привода может использоваться как двигатель базового автомобиля, так и отдельный двигатель, установленный на поворотной платформе.

Пневмоколёсные
  • Современный пневмоколёсный экскаватор с гидравлическим приводом

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

Экскаваторы имеют собственное специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами. Выполняются чаще всего полноповоротными. Для повышения устойчивости и предотвращения сползания при загрузке ковша имеют выносные опоры. Имеют скорость хода до 30 км/ч. Могут буксироваться грузовыми автомобилями со скоростью до 40 км/ч. Проходимость по слабым грунтам ограниченная. Выпускаются в широком диапазоне размерных групп — от микроэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 м³ до тяжёлых колёсных экскаваторов — с объёмом ковша до 1,5 м³. В связи со спецификой выполняемых работ: разработка котлованов, траншей, планировочные работы — рабочее оборудование — преимущественно обратная лопата. Могут использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение при выполнении различных видов строительных и ремонтных работ.

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

Гусеничные
  • Гусеничный экскаватор компании New Holland 2000-х годов массой 22т.

  • Экскаватор DEMAG Bagger. Исполнение: прямая лопата. — Один из самых крупных в своем классе гидравлический экскаватор

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

Рабочий диапазон объёмов ковша весьма широк: от миниэкскаваторов с объёмом ковша 0,04 м³ до карьерных с объёмом ковша 10 м³. Имеются также особо тяжёлые карьерные гусеничные экскаваторы с объёмом ковша 26 м³ производства фирмы DEMAG (Германия).

Рабочее оборудование: прямая лопата, обратная лопата, драглайн. Может использоваться с грейфером, челюстным захватом, гидравлическим молотом для рыхления грунта. Получили широкое распространение в строительстве и при добыче полезных ископаемых. Ряд моделей гусеничных и пневмоколёсных экскаваторов имеют унифицированную поворотную платформу и рабочее оборудование.

Шагающие

Поворотная платформа с оборудованием шагающего экскаватора установлена на опорной плите. С поворотной платформой связаны лапы, которые при работе экскаватора подняты (не касаются грунта). При передвижении экскаватора лапы опираются на грунт. При этом опорная плита отрывается от грунта. Экскаватор передвигается на один шаг вперед (для некоторых моделей возможно движение назад). После этого лапы поднимаются и возвращаются в исходное положение. На шагающем ходу выпускают крупные карьерные экскаваторы с объёмом ковша 15 м³ — 40 м³ и вылетом стрелы до 65 м — 150 м. Рабочее оборудование — драглайн. Шагающими экскаваторами выполняются вскрышные работы (расчистка залежей полезных ископаемых от пустой породы), а также добыча полезных ископаемых и перемещение их в отвал (высотой до 40м). Погрузка полезных ископаемых шагающими экскаваторами в транспортные средства осуществляться не может.

Железнодорожные

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

Плавучие

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

По типу двигателя

  Работает паровой экскаватор

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

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

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

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

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

По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

С групповым механическим канатным приводом (механические)
  Лебёдки механического экскаватора

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

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

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

  • экскаваторы с механическим канатным приводом имеют сложную конструкцию и содержат большое число быстроизнашивающихся изделий (накладки фрикционов, ленты тормозов, канаты).
  • канатный привод обеспечивает ограниченное число независимых перемещений элементов рабочего оборудования;
  • канатный привод технически сложно сделать автоматизированным;
  • канатный привод не обеспечивает полной фиксации элементов рабочего оборудования в заданном положении.

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

С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические)

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

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

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

В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.

Рабочее оборудование

org-wikipediya.ru

Первые отечественные экскаваторы | Грейдер

Гонка технических вооружений гражданского назначения между Советским Союзом и другими странами в середине прошлого века еще не была ярко выраженной. В основном мир по инерции после Второй мировой войны развивал военную промышленность. В гражданском секторе инженеры не особо торопились с развитием. Впрочем, и до этого времени те же экскаваторы в отечественной промышленности не пользовались такой популярностью, как сейчас. По простой, но дикой для сегодняшних времен причине: большинство землеройных работ производилось вручную с помощью обычных лопат. Ручными инструментами строили даже железную дорогу. В 1843 году царь-батюшка Николай I решил облагодетельствовать строителей и закупил у Америки четыре паровых экскаватора на рельсовом ходу. Но рабочий класс совершенствования не принял и передал через пять лет машины на стройку западносибирской магистрали. Там как-раз руки строителей перестали справляться и экскаваторы пригодились по полной программе. А в 1854 году русские умельцы создали механизм с приводом от паровой машины для вычерпывания земли из забоев на одной из гор под Нижним Тагилом.

В 1843 году Николай I купил у США паровые экскаваторы

1900–1940-е

По образу и подобию американских экскаваторов в России первые одноковшовые «землеройки» производить начали в 1902 году на Тверском экскаваторном (в то время Путиловском) заводе. Модель получила название «Путиловец». Работали новинки царского тяжелого машиностроения на прокладке железнодорожных путей. К поменявшему в стране весь ход истории 1917 году предприятие выпустило всего 35 машин со сменными ковшами (2,3 м3 для тяжелых грузов и 1,5 м3 — д ля легких). Попутно закупалась и иностранная техника.

Путиловцы отправились на стройку железных дорог

Затем производство землеройных машин практически остановилось. Почти 10 лет в СССР восстанавливали парк старых американских экскаваторов. Этим занималось Бюро Земмашин при ВСНХ. И только в 1930-ом Совет министров дал указание организовать собственное производство. Проектно-техническая контора экскаваторостроения начала работу. В апреле 1931 года в цехах ремонтного завода НКПС в городе Коврове, где до этого только ремонтировали экскаваторы на рельсовом ходу, построили свою версию 85-тонной «путиловской» машины с ковшом. Несмотря на недоработки, первенец отправился модернизировать железную дорогу в районе города Горький.

«Ковровец» собирали по образу «Путиловца»

А на заводе меж тем принялись устранять ошибки, и в октябре представили второй экземпляр «Ковровца». За два года рабочие выпустили из цехов 177 экскаваторов. Для управления машиной требовались сразу две бригады. При этом, в Союзе пока еще преобладала землеройная техника иностранного производства. К 1935 году на стройках были задействованы 1100 экскаваторов. И большая часть из них была «привязана» к железной дороге.

Первую отечественную полноповоротную модель на гусеничных движителях стал МIIIП-1,5, собранный на Воткинском машиностроительном заводе в 1932 году. Кроме гусениц у него было еще немаловажное отличие от прочих советских «конкурентов» — стрела работала с несколькими видами рабочего оборудования: прямой лопатой, драглайном, краном и грейфером. Да и паровых двигателей у «Воткинца» было целых три. Главный отвечал за передвижение самой машины и работу лебедок. Поворотный и напорный — за работу ковша.

Экскаватор МПП-0,75 «Костромич»

В том же году силами рабочих завода «Красный металлист» в Костроме появился и гусеничный полноповоротный экскаватор МПП-0,75. Он поддерживал работу уже с 10 типами сменного оборудования. Фактически модель могла выполнять функции бульдозера, подъемного крана, планировщика и скрепера. При этом «Костромич» проигрывал продукции Воткинского завода по мощностям двигателей (в конструкции их также было три).

В дальнейшем конструкцию модернизировали, и на свет появился полноповоротный гусеничный экскаватор МIIДЭ-0,75, поддерживающий уже 11 видов сменного оборудования. Это прямая и обратная лопаты, струг, засыпатель, драглайн, грейфер, скребок, корчеватель, кран, копер и лопата для тоннельных работ.

Начало 1934 года ознаменовалось для Дмитровского завода новинкой — первым советским траншейным экскаватором МК-1 (многоковшовый канавокопатель). Использование машины позволяло укладывать трубы на глубину до 2,3 м. Впоследствии было изготовлено несколько разных его модификаций.

ППГ-1,5 активно использовали на ГУЛАГе. Фото: А. Димитров

В 1934 году Ковровский завод разработал гусеничный экскаватор ППГ-1,5 с двумя основными паровыми двигателями и 15-метровой стрелой, который тут же стал основной рабочей машиной на строительстве ГУЛАГа и прочих мест под патронажем НКВД. Дело в том, что предприятие на два года перешло под контроль чекистов, и те воспользовались положением. С таким руководством рабочие завода умудрялись перевыполнять и без того неподъемный план. Экскаватор работал с тремя видами оборудования: прямой лопатой, драглайном и краном.

«Комсомолец» стал первым массовым экскаватором с двигателем внутреннего сгорания

 

Примерно в это же время на московском предприятии «Машиностроитель» решают «скрестить» трактор Сталинского тракторного завода и собственный землеройный механизм. Модель, получившая название «Комсомолец», стала первым массовым экскаватором с двигателем внутреннего сгорания (мощность 32 л. с.). Небольшой объем ковша — всего 0,35 м3 — позволил использовать машину в разных секторах народного хозяйства. А после модернизации, заключавшейся в применении напорного механизма, модель получила индекс МI-ДВ-0,35 и признание со стороны армии.

В «Лазарь Каганович» или ЛК-0,5 устанавливали ДВС от тракторов

В 1936 году инженеры Ковровского завода построили гусеничный экскаватор «Лазарь Каганович» с ковшом объемом 0,5 м3, сокращенно — ЛК-0,5. Он был оснащен дизельным двигателем от трактора ЧТЗ-С60, спрятанным в металлический кузов, установленным на траках с 4 опорными катками. Модель снабжали 7 видами рабочего оборудования. А к 1940 году появилась обновленная версия ЛК-0,5-А. Количество видов рабочего оборудования сократилось до четырех, число опорных катков увеличилось до пяти, а двигатель был заменен на 65-сильный.

Первый советский карьерный экскаватор М-IV-Э

В том же году началась эра карьерных экскаваторов СССР. Уральский завод тяжелого машиностроения представил модель М-IV-Э. За его работу отвечали электромоторы, которые приводили в движение как саму машину, так и стрелу с единственным рабочим оборудованием — ковш емкостью 3 м3. Впрочем, можно было установить удлиненную стрелу, но ковш на ней уже был меньше — 2 м3.

В конце 1930-х годов на заводе «Машиностроитель» освоили выпуск новой модели ПГ-0,35. Поворотная платформа установлена на гусеничных движителях, а в качестве силовой установки использовался керосиновый двигатель мощностью 52 л. с.

Еще одну разработку на предприятии выпустили с использованием двигателя от ЧТЗ С-60. В полноповоротной гусеничной модели ПДГ-0,57, как и в ПГ-0,35, для управления экскаватором использовался главный трансмиссионный вал. Он был связан с реверсивным механизмом, который отвечает за поворот платформы.

Начало сегменту мобильных экскаваторов положили на Ленинградском машиностроительном заводе НКПС, где землеройную установку установили на шасси грузового ЯГ-6. Конструкция получила индекс ДА-0,25. Последняя цифра традиционно для того времени обозначала объем ковша. Механизмы экскаватора приводились в движение отдельным 40-сильным бензиновым двигателем. Как отмечают наши коллеги из TechStory.ru, «главный трансмиссионный вал передает движение реверсивному механизму, имеющему ленточные фрикционы внутреннего зацепления. Передний вал лебедки предназначен для тягового или напорного барабана, задний вал — для подъемного барабана. Лебедка подъема стрелы установлена на валу подъемного барабана и приводится в движение через червячную передачу от верхнего ходового механизма. Все вращающиеся валы снабжены шариковыми и роликовыми подшипниками».

Аналогичная конструкция была и у модели Д-0,25 производства Кунгурского завода. Только экскаватор был размещен не на шасси грузовика, а на рамных гусеницах многоопорного типа.

Параллельно на этом же предприятии выпустили модель ТР-0,25. Механизмы для копания грунта разместили на базе трактора ЧТЗ С-60. Чтобы груз в ковше стрелы не перевернул машину, на передней части трактора установили противовес.

СЭ-3 обладал большим запасом мощности

После второй мировой войны в стране понемногу стали возобновлять выпуск экскаваторов. На Уралмаше вспомнили о чертежах, подготовленных еще в 1940 году. Тогда инженеры усовершенствовали модель М-IV-Э, но не успели запустить в производство. И вот в 1947 году, после очередных модернизаций с учетом последних на тот момент технических достижений, из цеха вышел СЭ-3. И хотя стандартный объем ковша был 3 м3, на советских карьерах машины эксплуатировали даже с пятикубовыми ковшами — настолько мощным был запас прочности.

В 1945 году на Ковровском заводе разработали дизельный экскаватор Д-107 с ковшом емкостью 0,5 м3. Правда, массово производить модель стали только два года спустя. Через некоторое время появились новые модификации — с дизельным двигателем мощностью 80 л. с. и электродвигателем мощностью 40 л. с., получившие индексы Э-505 и Э-504 соответственно. Производительность модели для того времени была очень хорошей до 100 м3 в час.

В 1947 году начался выпуск модернизированного экскаватора-канавокопателя ЭТ-351 для рытья траншей глубиной до 3,5 м.

1950-е

В 1950 году в Стране Советов появился первый массовый экскаватор на пневмоколесном ходу — Э-255 с ковшом объемом 0,25 м3. Управление было рычажно-гидравлическим. Модель сразу приняли на службу в Советскую армию. Правда, позже 255-й перестал устраивать служивых. Даже несмотря на увеличение объема ковша до 0,35 м3 (со сменой индекса на Э-353). Причиной стала небольшая глубина копания — до 2,6 м.

Э-255 использовали как для строительства, так и для военных целей

1952 год стал весьма значимым для советского экскаваторного строения. Сотрудники отдела кранов и экскаваторов Всесоюзного Научно-Исследовательского Института строительного и дорожного машиностроения создали первую лопату с гидравлическим приводом. Правда, пока только на бумаге. В качестве базового шасси предусматривалось использование полноприводного ГАЗ-63 с укороченной на полметра рамой. Проект носил название Э-151, которое расшифровывалось достаточно просто: экскаватор с ковшом 0,15 м3 первой модели. Лопата могла быть как прямой, так и обратной. Высота и глубина копания достигали 2 м. Но несмотря на перспективную гидравлику в сравнении с другими экскаваторами эта модель проигрывала по всем параметрам, поэтому опытный образец для народного хозяйства так и не был построен. Зато новинкой заинтересовались в главвоенстрое Министерства Обороны СССР, и в 1953 год первый Э-151 увидел свет. Во время испытаний выяснилось, что машина мало приспособлена к реальным условиям работы, в частности, при копании твердых грунтов она попросту опрокидывалась. Поэтому инженеры в спешном порядке начали доработку.

Э-151 часто опрокидывался еще при испытаниях

В 1953 году инженеры Ковровского завода модернизировали свои ставшие популярными модели. В частности, вместо зависимого напорного механизма установили комбинированный, а также уширили гусеничный ход. Новые версии пустили в производство под индексами Э-505А и Э-504А.

В 1955 году Э-505А снабдили более емким ковшом — 0,65 м3 и запустили в серийное производство под индексом Э-651. В это же время конструкторы обратили свои взоры на незаслуженно забытый Э-505 и, оснастив его пневматикой, наладили выпуск под индексом Э-506.

В 1956 году сразу два завода — в Саранске и в Киеве — начинают выпускать доработанную версию Э-151. Вместо грузовика-коротыша решили задействовать тракторы МТЗ-Л5 и М5. Для установки землеройного оборудования у шасси увеличивали колеи.

В 1957 году инженеры наконец дорабатывают модель Э-353 и запускают в серийное производство под индексом Э-302. Двигатель мощностью 37 л. с. расположили вдоль кузова, управление сделали пневматическим. Объем ковша составлял 0,3 м3, вылет стрелы достигал 5 м. Немаловажным преимуществом был подключаемый передний привод, делавший экскаватор едва ли не вездеходом.

Э-305 на шасси грузовика ЯАЗ-214 долгое время использовали военные

Через два года платформу 302-го установили на шасси грузовика ЯАЗ-214, что обрадовало военных. Правда, управление было уже пневмомеханическим, в отличие от прародительской модели. Новая мобильная землеройная модель пошла в производство под индексом Э-305.

Примерно в это же время появился экскаватор Э-303 на гусеничном ходу с ковшом емкостью 0,3 м3 с пневморычажным управлением. Он, как и вариант с удлиненным ходом Э-304, был унифицирован с 302-й моделью. Но если 303 и 302 могли работать с прямой и обратной лопатами, то Э-304 оснащался только обратной.

p.s.

За время существования СССР отечественная промышленность выпустила сотни моделей экскаваторов. Некоторые из них до сих пор еще трудятся на просторах СНГ. Многие стали прародителями современных землеройных машин. Описать их все в одном номере журнала не представляется возможным. Если вам действительно интересна эта тема или вы готовы поделиться своими архивными фотографиями и информацией, то пишите в редакцию.

Благодарим за предоставленные фото проекты TechStory.ru и AutoWP.ru

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

igrader.ru


Смотрите также