Экскаватор - это самоходная универсальная выемочно-погрузочная машина
на гусеничном или пневмоколесном ходу, которая относится к одному из
типов землеройных машин, используется для добычи полезных ископаемых и
разработки горн, Землеройная техника" />
Экскаватор - это самоходная универсальная выемочно-погрузочная машина
на гусеничном или пневмоколесном ходу, которая относится к одному из
типов землеройных машин, используется для добычи полезных ископаемых и
разработки горных пород, грунта. В зависимости от способов черпания,
делятся на типы: многоковшовый, цепные, роторный, грейферный,
механическая лопата прямая и обратная, драглайн. По предназначению
эксковаторы бывают карьерные, вскрышные, строительные, добывающие и
подземные. В зависимости от типа силового оборудования их подразделяют
на электрические, дизельные, гидравлические и комбинированные. Одноковшовые экскаваторы используются для разработки погрузки грунта. Подвижный ковш является рабочим органом, закрепляется на стреле, рукояти или канатах, тяговое усилие создаётся механизмами экскаватора, в то время как корпус экскаватора остается неподвиженым по отношению к грунту. Это отличает экскаватор от погрузчика либо скрепера, у них тяговое усилие при загрузке ковша осуществляется передвижением корпуса машины. Классифицируют одноковшовые экскаваторы по типу шасси, типу рабочего оборудования, типу привода, возможности поворота рабочего оборудования относительно опорной поверхности. У полноповоротных экскаваторов оборудование, приводы, кабина и двигатель устанавливают на поворотной платформе, которая устанавливается на шасси и может поворачиваться относительно него в любую сторону на любой угол. Неполноповоротные экскаваторы имеют оборудование которое закрепляют на шасси с помощью поворотной колонки. 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. Навешиваемые на тракторы: в качестве шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Трактор с навешенным экскаваторным оборудованием может использоваться также для выполнения транспортных и бульдозерных работ. У экскаваторов на автомобильном шасси в качестве базового шасси используется грузовой автомобиль, повышенной проходимости, они обладают высокой скоростью перемещения. Применяются когда требуется высокая мобильность: в военном деле, при выполнении спасательных операций, строительстве дорог, очистке каналов. Рабочем оборудованием является обратная лопата. Есть экскаваторы с телескопической стрелой и поворотным ковшом, который позволяет от прямой лопаты к обратной. Для привода используется двигатель базового автомобиля, или отдельный двигатель, установленный на поворотной платформе. У гусеничных экскаваторов есть шасси с гусеничным движителем. Они являются полноповоротными. Отличаются высокой проходимостью и малым удельным давлением на грунт при большой массе. Работают на слабых и переувлажнённых грунтах, и торфоразработках. Скорость хода 2-15 км/ч. К месту работ доставляют тягачами на специальных тралах. Диапазон объёмов ковша: от миниэкскаваторов, до карьерных.Есть особо тяжёлые карьерные гусеничные экскаваторы с объёмом ковша свыше 20 м³. 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 имеют унифицированную поворотную платформу и рабочее оборудование. Пневмоколёсные эскаваторы имеют специальное шасси, опирающееся на колёса с пневматическими шинами.Чаще всего полноповоротные. Имеют выносные опоры для повышения устойчивости и предотвращения сползания при загрузке ковша. Скорость хода до 30 км/ч. Проходимость по слабым грунтам ограниченная. 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. Шагающие экскаваторы имеют поворотную платформу 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. Рабочее оборудование - драглайн. Шагающе экскаваторы выполняют вскрышные работы (расчистка залежей полезных ископаемых от пустой породы), а также добыча полезных ископаемых и перемещение их в отвал. Погрузку полезных ископаемых шагающий экскаватор в транспортные средства осуществляться не может. Железнодорожные экскаваторы применяются для ремонтных работ на железной дороге. В качестве шасси экскаватора используется железнодорожная платформа. Поворотная платформа и оборудование часто унифицировано с гусеничными экскаваторами. Плавучие экскаваторы применяются для погрузочно-разгрузочных работ, добычи песка, гравия из водоемов, дноочистительных и дноуглубительных работ. Рабочее оборудование (драглайн или грейферное) установлено на понтоне. От плавучих кранов, оборудованных грейферами, плавучие экскаваторы отличаются меньшей высотой и упрощённой конструкцией стрелы. По типу двигателя
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, 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.
Моментно-скоростные характеристики двигателя внутреннего сгорания и рабочего оборудования экскаватора несогласованы. Это требует применения на механических экскаваторах согласующих передач (редукторов, гидротрансформаторов). У гидравлических экскаваторов согласование обеспечивается гидравлическими передачами.
Электрические экскаваторы - для привода рабочего оборудования используется 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.
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).
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 тяжелых карьерных (в том числе и шагающих) и промышленных экскаваторах.
С гидравлическим приводом
В экскаваторах с гидравлическим приводом усилие на элементах рабочего оборудования создается гидроцилиндрами и гидродвигателями. Двигатель экскаватора приводит во вращение гидравлический насос, создающий давление рабочей жидкости в гидросистеме. Через систему гидрораспределителей полости гидроцилиндров (гидродвигателей) соединяются с напорной или сливной магистралями гидросистемы, что обеспечивает перемещение рабочего оборудования. В нейтральном положении (при запертых полостях гидроцилиндров) положение рабочего оборудования фиксируется. В настоящее время гидравлические экскаваторы имеют преимущественное распространение.
Многоковшовый экскаватор
Многоковшо́вый экскава́тор - землеройная машина непрерывного действия для копания и перемещения грунта. Рабочим органом являются непрерывно движущиеся ковши, закреплённые на бесконечной цепи, ленте или роторе. Усилие копания создаётся за счёт перемещения ковшей относительно корпуса машины. По сравнению с одноковшовыми экскаваторами характеризуются большей производительностью, но менее универсальны. Применяются для выполнения больших объёмов земляных работ в дорожном, мелиоративном и гидротехническом строительстве, для разработки траншей при прокладке трубопроводов и кабельных линий, в военном деле для рытья окопов, для добычи полезных ископаемых, при проведении дноуглубительных работ на водоёмах.
Классификация многоковшовых экскаваторов
В зависимости от направления движения режущей кромки ковша по отношению к направлению движения машины различают экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания.
Экскаваторы продольного копания
У экскаваторов продольного копания направление движения режущей кромки ковша совпадает с направлением движения машины. Применяются для разработки узких траншей.
Экскаваторы поперечного копания
У экскаваторов поперечного копания направление движения режущей кромки ковша перпендикулярно направлению движения машины. Применяются для разработки котлованов, копания каналов, добычи полезных ископаемых.
Экскаваторы радиального копания
Перемещение рабочих органов производится поворотной телескопической стрелой.
В зависимости от способа закрепления ковшей различают цепные и роторные экскаваторы:
Цепные экскаваторы
Ковши закреплены на бесконечной цепи. Отвал грунта производится непосредственно из ковшей. Форма направляющей цепи обычно задаёт профиль копания.
Роторные экскаваторы
Ковши закреплены на жестком роторе. Отвал грунта может производиться как непосредственно из ковшей, так и посредством транспортера.
