Що таке екскаватор? Огляд і технічні характеристики екскаваторів

З давніх часів люди займалися земляними роботами. Сучасні обсяги таких процедур просто колосальні (будівництва, кар'єри, дороги). Вручну всі процеси зробити просто нереально і занадто довго. На допомогу приходить спеціальна техніка. Розглянемо далі, що таке екскаватор і яка його роль у промисловому господарстві.

Введення

Механізувати процес вироблення землі намагався більше п'ятисот років тому Леонардо і ще багато вчених. Сучасні машини відрізняються за багатьма параметрами, в залежності від модифікації і прямого призначення. Основна класифікація проводиться за такими параметрами:

Типом ходової частини (колеса, гусениці, залізничний хід та інше).

Експлуатаційним особливостям (для будівництва, кар'єрів, розробки шахт тощо).

Силового агрегату.

За принципом дії.

Всі ці показники можуть комбінуватися в різних варіаціях, у зв'язку з чим розроблено величезну кількість модифікацій розглянутої техніки.

Гусеничний хід

Що таке екскаватор на гусеницях? Це машина, яка пройде по дорогах з будь-яким покриттям, а також без нього. Переважна більшість самохідної екскаваторної техніки поміщається саме на базу з гусеничним ходом. Виняток складають аналоги, які працюють у межах міста. Аналізовані моделі легко подолають пухкий грунт, торфовища, бездоріжжя, лісові і кам'яні перешкоди.

Інші типи шасі

Екскаватори на пневматичних колесах відмінно зарекомендували себе для роботи в міських умовах. Гусеничні аналоги тут не підходять, оскільки будуть просто зруйнують асфальтове покриття. Колісні моделі не тільки щадяще відносяться до дорожнього оформлення, але і відмінно амортизують, а також мають мінімальний рівень шуму.


Що таке екскаватор крокуючого типу? Подібна модифікація позбавлена гусениць або коліс. У нижній частині агрегату знаходиться опорна плита, яка служить майданчиком при роботі. Переміщається машина за допомогою спеціальних гідравлічних башмаков. Вона піднімається на них, переносить себе і знову опускається на опорну плиту. Швидкісний режим пересування може становити до 80 км/год. Екскаватори на рейковому ходу зазвичай експлуатуються в гірничих виробках. Ланцюгові моделі розміщуються на рейках, широко розташованих між собою. Ця дистанція називається порталом, у нього зручно заїжджати вантажівкам під навантаження. Землерийні універсальні пристрої можна монтувати практично на будь шасі. Об'єднані модифікації можуть оснащуватися колесами і залізничними опускаемыми парами при необхідності пересування по рейках. Є плавучі аналоги (земснаряди).

Принцип дії

Одноковшові варіації працюють у циклічному режимі: набрав переніс – висипав. До пристосувань безперервної дії відносяться роторні та траншейні екскаватори. До перших моделей зараховуються агрегати з декількома ковшами, які закріплені на великому обертовому колесі. В якості прикладу траншейного аналога можна привести легкі агрегати для прокладки кабелю. Земснаряди набирають пісок під водою за вакуумно-всмоктуючому принципом.
Неможливо визначити один оптимальний і універсальний спосіб роботи. Все залежить від виду видобутого матеріалу і навколишніх умов. В кожному окремому випадку потрібен конкретний вид техніки.

Особливості

Огляд екскаваторів продовжимо колісними моделями для будівництва. Незважаючи на те що гусеничні модифікації лідирують у сфері розробки грунту, для будівельних майданчиків оптимальним варіантом стануть агрегати на колесах. Вони мобільніші, скоростнее, не псують асфальт і оперативно перекидаються з одного на інший об'єкт. Шахтні екскаватори мають компактні габарити, що актуально в замкнутих просторах. Як правило, вони використовуються у горизонтальних виробках під землею в тунелях для відвантаження гірських порід. У відкритому кар'єрі експлуатуються модифікації, які можуть забезпечити максимальне переміщення і вантаження матеріалу. На таких роботах застосовують кілька типів машин. Головна вимога до них – щоб ківш екскаватора був максимально містким. Серед моделей кар'єрних:

Драглайны. Конструкція цих агрегатів не передбачає жорсткого з'єднання ковша зі стрілою. Черпак утримується за допомогою ланцюга, аналог якої підтягує або опускає його.

Гусеничні кар'єрні машини підвищеної прохідності.

Гідравлічні версії з можливістю посилення натискного дії на породу. Застосовуються зазвичай на розкривних роботах.

Модифікації роторного типу, що забезпечують максимально повну подачу корисних копалин.

Силові установки

Вивчення технічних характеристик екскаватора продовжимо в частині двигунів. Перші машини працювали від парового двигуна, потім на зміну їм прийшли дизельні, бензинові та електричні мотори. Найбільш популярними силовими агрегатами вважаються дизельний і електропривод. Це обумовлено їх економічністю. Дизельний варіант відрізняється мобільністю. Така техніка дозволяє багато переміщатися по оброблюваного об'єкта та за його межами. Якщо процес передбачає пересування на невеликі відстані, розумніше використовувати електричний аналог. Для кар'єрних виробок як раз підійде саме така техніка.
Ведеться розробка легких екскаваторів, які живляться від акумуляторних батарей. При цьому машина управляється оператором або дистанційно традиційним способом.

Застосування

Що таке екскаватор і навіщо він потрібен? Насамперед, розглянута техніка – це землерийна машина, основним завданням якої є виїмка, перенесення грунту і породи. При цьому екскаватори можуть працювати не тільки на майданчиках, де знаходяться, але і на ділянках, рівнем нижче або вище. Крім того, матеріал може видобуватися без проблем з-під шару води. Отриману породу техніка завантажує в транспортні одиниці (машини, баржі, вагони). При необхідності грунт можна відсипати у відвал. Гідравлічний екскаватор дозволяє швидко і якісно забезпечити риття каналів, траншей, котлованів, розчищення території з максимальною точністю. Розглянуті машини дали можливість повністю механізувати земляні роботи, полегшивши істотно працю людей. Звичайна будівельна модель здатна за один підхід перенести до 4 кубів землі або піску.

Найбільші екскаватори

Сама величезна машина в розглянутій категорії має вражаючі габарити. Гігант був розроблений і зібраний німецькою фірмою Thyssen Krupp Fordertechnik в 1978 році. Збиралася техніка протягом 5 років, її вартість перевищила 100 мільйонів Євро. «Монстр» працює до цих пір у вугільному розрізі Гамбаха. Функціонує машина близько 20 годин на добу, продуктивність – 240000 куб. м вугілля. Такі обсяги досить складно завантажити і вивезти, але це і не потрібно. Подібні великі екскаватори потрібні для вскрышивания маси, в якій більше половини матеріалу становить непридатна порода. Габарити гіганта: довжина/ширина/висота – 240/46/96 м. Маса – 135 тисяч тонн. Довжина стріли – 200 м. Обсяг кожного ковша – 66 куб. м.

Екскаватор Hitachi

Нижче наведені технічні параметри одного з самих продуктивних екскаваторів - «Хітачі ZX200»:

Довжина/ширина/висота– 894/286/295.

Вага – 198 тонни.

Колісна База – 337 м.

Кліренс – 45 див.

Тиск на грунт – 047 кг/кв. див

Глибина вироблення – 605 м.

Обсяг ковша екскаватора – 051 куб. м.

Гранична тягова сила – 203 кН.

Силовий агрегат «Хітачі ZX200»

Техніка обладнується чотиритактним дизельним двигуном з 4 циліндрами. Мотор має безпосередній впорскування пального, розподільчий вал у верхньому розміщенні та охолодження водяного типу. Нові екскаватори цієї модифікації оснащені силовою установкою, яка агрегує з сучасною системою гідравліки типу ХІОС III, що забезпечує можливість програмування ручного і автоматичного режиму роботи. Крім того, цей блок дає можливість максимально ефективно використовувати гідравлічний тиск, збільшуючи вироблення при економічному споживанні палива. Основні параметри двигуна:

Обсяг робочий – 519 л.

Потужність номінальна – 166 кінських сил.

Крутний момент по максимуму – 550 Нм.

Розмір циліндра в діаметрі – 105 мм.

Пристрій

Екскаватор Hitachi оснащений стрілою (довжина – 568 м) і рукояттю з великим тяговим зусиллям і поворотним моментом (291 м). Конструктори модернізували управління рухом, в результаті чого швидкість двигуна нарощується в автоматичному режимі при маневрах або на підйомі, коли потрібна підвищена тягове зусилля. Габарити кронштейнів на верхніх підтримують ковзанках збільшені. Це позитивно позначається на робочому ресурсі сайту. Додаткову жорсткість агрегату надає змінена конфігурація і посилення гусениць. Крім того, збільшено рами коробчатого перетину і центральна балка Х-образного типу. Весь комплекс удосконалень додав до міцності майже 35 %. Пластини Х-образної балки виготовлені у вигляді монолітних елементів, що дозволило значно зміцнити центральну частину рами.

Підсумок

Модернізація і конструктивне вдосконалення екскаваторів йде своєю чергою в безперервному режимі. Конструктори продовжують домагатися поліпшення якості робіт, що обумовлено зростанням обсягів будівництва та видобутку корисних копалин.