Экскаватор

Общая информация об экскаваторе

Экскаватор с изменяемой высотой кабины оператора

Экскаватор — многоцелевая самоходная или прицепная выемочно-погрузочная машина цикличного или непрерывного действия, основным рабочим органом которой является металлический ковш (один или несколько). Экскаватор относится к классу землеройных машин предназначенных для разработки различных типов грунта, извлечения и транспортировки мягких (земля, песок и др.) и твердых пород (руда, гранит и пр.). Является основным средством механизации при проведении земляных работ, добыче полезных ископаемых и вскрышных работах.

В зависимости от модификации и возможности установки дополнительного оборудования (гидромолот, гидроножницы, грейфер, рыхлитель, бур и др.), различные типы экскаваторной техники могут использоваться в промышленной, дорожно-строительной, сельскохозяйственной, горнодобывающей, гидротехнической отрасли; в гражданском строительстве и коммунальном хозяйстве.

В дорожно-строительной отрасли экскавационная техника наиболее часто применяется при проведении земляных работ (разработка, профилирование и планировка грунта) в процессе подготовки основания к последующему асфальтированию.

Принцип работы экскаватора

В цикл работы экскаватора с любым типом землеройного рабочего оборудования входят следующие операции:

наполнение экскаваторного ковша;
подъём гружёного ковша;
поворот на выгрузку;
выгрузка, поворот в забой, опускание ковша в забой.

В процессе работы некоторые операции цикла могут совмещаться, например поворот в забой и подъём или опускание ковша.

Основные работы с применением экскаватора

Экскаваторы используются при разработке различных категорий грунтов (в том числе мёрзлых), устройстве выемок и насыпей; строительстве карьеров, автомобильных и железных дорог, оросительных и судоходных каналов, плотин, оградительных земляных дамб; создании котлованов под здания и сооружения, опор линий электропередачи и контактной сети; рытье траншей для подземных коммуникаций, водоотводных кюветов; проходке горных выработок. Помимо прочего, экскаваторная техника применяется при производстве вскрышных, добычных, переэкскавационных, зачистных, отвальных и погрузочно-разгрузочных работ.

Классификация экскаваторов

По принципу действия

Цикличного действия. К такому типу относятся универсальные одноковшовые экскаваторы, которые производят все операции по разработке, транспортированию и погрузке грунта последовательно, многократно повторяя цикл работы.
Непрерывного действия. Данный тип машин разрабатывает и транспортирует грунт в отвал или грузит в транспортное средство одновременно. Экскаваторы непрерывного действия классифицируют по типу рабочего органа на цепные, роторные, шнекороторные и фрезерные. В зависимости от характера перемещения рабочего органа в пространстве экскаваторы непрерывного разделяются на продольного, поперечного и радиального копания.
- У экскаваторов продольного копания плоскость перемещения рабочего органа и направление движения машины совпадают.
- В экскаваторах поперечного копания плоскость перемещения рабочего органа перпендикулярна направлению движения машины.
- У экскаваторов радиального копания рабочий орган перемещается, поворачиваясь относительно вертикальной оси.

По типу привода рабочего органа

С механическим приводом.
С гидравлическим приводом.

По исполнению рабочего оборудования

С гибкой (канатной) подвеской. Рабочее оборудование экскаватора подвешено на канатах и приводится ими в движение с помощью механического привода.
С жесткой (шарнирной) подвеской. В таком экскаваторе элементы рабочего оборудования соединены шарнирно и приводятся в действие гидроцилиндрами.
С телескопическим оборудованием. Экскаваторы данного типа имеют гидравлический привод, а выдвижение и втягивание стрелы являются рабочими движениями.

По типу ходовой части

Гусеничные экскаваторы — имеют собственное шасси с гусеничным движителем и полноповоротной башней. Обладают высокой проходимостью, хорошей устойчивостью и малым удельным давлением на грунт при большой массе. Могут работать на слабых и переувлажнённых грунтах, в том числе на торфоразработках (болотные экскаваторы с увеличенной шириной траков). Транспортная скорость хода — до 15 км/ч. К месту проведения экскавационных работ, как правило, перевозятся тягачами на низкорамных тралах.
Колёсные экскаваторы — в качестве ходовой части используют пневмоколёсное шасси. Обладают более высокой транспортной скоростью, по сравнению с гусеничными, и имеют меньшую массу, что позволяет им перемещаться по бетонному и асфальтобетонному покрытию. Колёсные экскаваторы более эффективны при частых перебросках техники между объектами и эксплуатации их на твёрдых поверхностях. Вес пневмоколёсных строительных экскаваторов обычно не превышает 22 тонн, а ёмкость ковша ограничивается 1,5 м³. Все колёсные экскаваторы оснащаются аутригерами (выносными опорными элементами, которые требуются экскаватору для большей устойчивости).
Экскаваторы на автомобильном шасси. В роли ходовой части выступает шасси грузового автомобиля. Отличаются от других типов экскаваторов высокой транспортной скоростью. Применяются в тех случаях, когда требуется высокая мобильность (военное дело, спасательные операции, экстренные дорожно-строительные и ремонтные работы). В роли рабочего органа, как правило, выступает обратная механическая лопата. Для привода рабочего органа может использоваться как двигатель базового автомобиля, так и двигатель устанавливаемый на поворотной платформе.
Шагающие экскаваторы — в качестве ходовой части имеют опорные плиты, которые приводятся в действие гидравлическим движителем. Применение гидравлического шагающего движителя позволяет снизить нагрузку на грунт, поскольку масса таких экскаваторов может достигать нескольких тысяч тонн. На шагающем ходу выпускают крупные карьерные экскаваторы с объёмом ковша до 40 м³ и вылетом стрелы до 150 м. Шагающие экскаваторы применяются для выполнения вскрышных работ, при добыче полезных ископаемых и перемещении их в отвал.
Рельсовые (железнодорожные) экскаваторы — используют в качестве шасси железнодорожную платформу. Применяются для проведения ремонтных работ на железной дороге. Объём ковша не превышает 4 м³. Поворотная платформа и рабочее оборудование, как правило, унифицировано с гусеничными или колёсными экскаваторами.
Плавающие экскаваторы — в качестве платформы для рабочего оборудования используют понтон. Применяются для погрузочно-разгрузочных работ, добычи песка и гравия из водоёмов, дноочистительных и дноуглубительных работ.
Навешиваемые экскаваторные модули — не имеют собственного шасси и относятся к навесному гидравлическому оборудованию. В качестве базового шасси используется трактор, чаще всего колёсный. Неполноповоротное экскаваторное оборудование устанавливается сзади (реже сбоку) трактора, на специальной раме. Объём ковша — до 0,70 м³. Применяются при выполнении небольших землеройных или погрузочных работ, ремонте инженерных сетей. Для привода ковша используется двигатель базового трактора.

По назначению

Траншейные экскаваторы — относятся к категории экскавационных машин непрерывного действия с многоковшовым или бесковшовым (скребковым) рабочим органом продольного копания. Предназначены для рытья траншей под прокладку нефте- и газопроводных магистралей, водопроводных и канализационных систем, строительства линий связи, прокладки кабелей в различных типах грунта, а также рытья траншей под протяженные ленточные фундаменты зданий и сооружений, рекультивации земель, проведения мелиоративных работ. В зависимости от типа рабочего оборудования траншейные экскаваторы разделяются на цепные и роторные. В свою очередь цепные траншейные экскаваторы могут быть многоковшовыми либо бесковшовыми (с баровым рабочим органом), а роторные — многоковшовыми и бесковшовыми (с фрезерным рабочим органом). В качестве ходовой части, траншейные экскаваторы могут иметь как гусеничное, так и колёсное шасси.
Карьерные экскаваторы — относятся к категории многоковшовых гусеничных или шагающих экскаваторов непрерывного действия, с объёмом ковша до — 8 м³ и массой до 3000 тонн. Предназначаются для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений. Зачастую, к карьерным экскаваторам относят также одноковшовые экскаваторы с объёмом ковша более 4 м³.
Строительные экскаваторы — являются самым распространенным типом одноковшовых экскаваторов. Отличаются небольшим объёмом ковша (до 3 м³) и часто имеют колёсное шасси в качестве ходовой части. Предназначены для проведения земляных работ при строительстве, выемке мягких горных пород, добыче песка и глины.
Подземные экскаваторы — относятся к категории тоннельных и шахтных экскаваторов. Используются в подземных условиях для выработки большого поперечного сечения при проходке тоннелей, сооружении камер подземных сооружений, выемке полезных ископаемых. Ёмкость ковша 0,75–1 м³, масса 15–30 тонн.
Вскрышные экскаваторы — отличаются большой ёмкостью ковша, большим радиусом черпания и разгрузки (более 100 м). Предназначены для разработки верхних слоев пород (вскрыши).
Планировочные экскаваторы — представляют собой универсальные экскавационные машины с полноповоротным ковшом и телескопической стрелой. Предназначены для разработки грунтов 1–3 категории. Используются для разработки грунта под мостами, на участках пересечения подземных коммуникаций; для зачистки вертикальных стенок траншей и котлованов; для копания, рыхления и погрузки грунта в транспортные средства, кирковки дорожных покрытий. Наиболее эффективны при планировании наклонных поверхностей каналов, насыпей и выемок земляного полотна, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. Экскаваторы-планировщики на пневмоколёсном ходу нашли широкое применение в дорожном хозяйстве, при содержании и ремонте асфальтированных автомобильных дорог.
Экскаватор-струг. Основным предназначением является проведение земляных работ на железнодорожных путях и очистки их от снега. Путевые струги производят нарезку новых и чистку старых кюветов, оправку откосов выемок, насыпей и балластной призмы.
Экскаватор-дреноукладчик — предназначен для отрывки траншеи и одновременной укладки в неё дренажных труб в зонах орошения. Трубы укладывают с помощью трубоукладчика, представляющего собой сварной бункер, навешиваемый на подъёмную раму цепного траншейного экскаватора. Экскаваторы-дреноукладчики оснащены системами автоматического выдерживания заданного уклона дна траншеи, что позволяет укладывать дренаж как на ровной местности, так и на трассах с поперечным и продольным уклоном. Такие экскаваторы имеют ковшовое рабочее оборудование и ленточный отвальный конвейер.
Экскаватор-каналокопатель — предназначен для рытья каналов в зонах осушения и орошения. Также их используют для разработки траншей с откосами при строительстве трубопроводов. Рабочий орган таких экскаваторов состоит из двух наклонных по профилю канала роторов, каждый из которых при поступательном движении машины прорезает щель вдоль откоса.
Универсальный одноковшовый экскаватор — многофункциональная землеройная машина, которая легко перестраивается под конкретный вид работ путём замены рабочего оборудования. Все основные параметры таких экскаваторов (вылет стрелы, размер гусеничных опор, габариты, мощность, скорость, ёмкость ковша, грузоподъёмность) стандартизованы.
Экскаватор-погрузчик — имеет в качестве рабочих органов погрузочный и экскаваторный ковш типа «обратная лопата». Погрузочный ковш может быть с грейферными челюстями и без них. Ковш без грейферных челюстей используется для отвала и перемещения грузов, а с челюстями может выполнять функции захвата, скрепера и подъёмника. Предназначен для разработки грунтов и погрузки сыпучих и дроблёных материалов выше уровня стоянки машины. Двойная функциональность этой машины позволяет не только разрабатывать грунт, но и самостоятельно производить отвал грунта на незначительные расстояния. Различают легкие, средние, тяжелые и большегрузные экскаваторы-погрузчики. Легкие экскаваторы-погрузчики (от 0,5 до 2 тонн) удобны для работы на узких улицах и площадках с ограниченным пространством. Средние (от 2 до 4 тонн) и тяжелые экскаваторы-погрузчики (от 4 до 10 тонн) могут использоваться для рытья котлованов и траншей на стройплощадках, при проведении дорожных работ или прокладке коммуникаций. Большегрузные (более 10 тонн) используются в основном на строительных объектах с большим объёмом земляных работ и в карьерах. Как правило, данный тип экскаваторов выпускаются с колёсной базой, хотя существуют модели и на гусеничном ходу.

В дорожно-строительной отрасли (при строительстве новых автомобильных дорог, ремонте асфальтовых покрытий и асфальтировании), в основном, используются универсальные одноковшовые гусеничные или колёсные полноповоротные экскаваторы, а также экскаваторы-погрузчики. При этом, использование гусеничных экскаваторов более актуально на стадии подготовки к строительству новой дороги (при проведении земляных работ, устройстве дорожного корыта, профилировании грунта), а колесных экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков на последующих этапах. Использование гусеничных экскаваторов целесообразно в тех условиях, где нет ровных рабочих площадок с твердым грунтом. Колесный же экскаватор прекрасно подойдет для использования в черте города, на обустроенных площадках, с частой переброской спецтехники между объектами проведения работ и строительными площадками.

Основные технические характеристики экскаватора

Тип ходовой части (колёсный, гусеничный, шагающий, рельсовый).
Габаритные размеры машины (длина/ширина/высота).
Эксплуатационная масса (т).
Мощность двигателя (кВт).
Транспортная скорость (км/ч).
Производительность (м³/час).
Ёмкость экскаваторного ковша (м³).
Длина вылета стрелы.
Глубина копания.
Радиус копания.
Высота выгрузки экскаваторного ковша.
Грузоподъёмность ковша.
Усилие отрыва на экскаваторном ковше.