Экскаваторы
Первые землеройные машины использовались еще в XV – XVI вв., однако по-настоящему история экскаваторов начинается в первой половине XIX в. В 1830-х годах американский инженер Уильям Отис разработал паровые одноковшовые экскаваторы на рельсовом ходу. Прозванные «Лопатами Отиса», эти машины использовались при строительстве железных дорог, несколько агрегатов попало в 1842 г. в Россию. В 1860 г. сконструирован первый многоковшовый экскаватор. Паровые экскаваторы выпускались вплоть до начала XX в, в 1910 г. появился экскаватор с электрическим приводом, в 1912 – с двигателем внутреннего сгорания. Причем обе машины были гусеничными. Перед Второй мировой войной были сконструированы экскаваторы с гидравлическим приводом, но массовыми они стали только в 1950-х годах. В России экскаваторы стали производиться с 1901 г. на Путиловском заводе, но массовое производство машин налажено только в 1937 г.
Общее устройство экскаватора
В общем случае экскаватор имеет следующие части:
Ходовая часть;
Поворотная платформа;
Рабочее оборудование – стрела с ковшом или ротор;
Привод рабочего оборудования.
Основой экскаватора выступает ходовая часть, на которой располагается поворотная платформа с силовым агрегатом, рабочим оборудованием, приводом и противовесами. Также на платформе располагается рабочее место оператора, системы управления и различное вспомогательное оборудование.
Типы и виды экскаваторов
Экскаваторы классифицируются по назначению, типу ходовой части, типу силового агрегата и количеству двигателей, типу рабочего оборудования и типу его привода.
Экскаваторы могут иметь различное назначение:
Строительные (универсальные);
Карьерные экскаваторы;
Вскрышные (экскаваторы-драглайны);
Специальные – планировщики, погрузчики и другие.
По типу ходовой части машины делятся на:
Гусеничные;
Колесные;
Шагающие;
Навесные – устанавливаются на тракторное шасси.
По типу рабочего оборудования машины делятся на две группы:
Одноковшовые (циклического действия);
Многоковшовые (непрерывного действия).
Оборудование одноковшового агрегата выполнено в виде стрелы той или иной конструкции, многоковшового – в виде ротора или иного механизма. Привод оборудования бывает:
Механическим;
Гидравлическим (гидрообъемным или гидродинамическим);
Электрическим;
Комбинированным.
Машины могут оснащаться дизельными и дизель-электрическими силовыми агрегатами. В первом случае один двигатель служит для перемещения экскаватора и привода всего оборудования. Во втором случае реализуется многомоторный привод, раздельный для ходовой части и рабочего оборудования.
Основные характеристики экскаваторов
К основным характеристикам экскаваторов относятся объем ковша, снаряженная масса, глубина копания и скорость выполнения рабочих операций. Сегодня выпускаются экскаваторы с ковшом объемом от 0,10 до 30 куб. м. (основная масса – до 6 куб. м), массой от сотен килограмм (мини-экскаваторы) до сотен тонн, с глубиной копания до 7 – 10 м.
Известные марки экскаваторов
В России экскаваторы изготавливаются заводами УВЗ, ЧТЗ, «Воронежский экскаватор», «Ковровец», «Эксмаш», «Амкодор» (навесные экскаваторы) и некоторыми другими. Однако российская техника занимает лишь небольшой объем рынка, наибольшим спросом пользуются экскаваторы Caterpillar, Case, Hitachi, Komatsu, JCB, Kato, Hyundai, John Deere, Kobelco, Liebherr, Terex (несколько моделей производятся в России), Volvo и других зарубежных марок.
Интересные факты об экскаваторах
Самый большой в мире экскаватор – роторный Bagger 288, построенный еще в 1978 г. компанией Krupp. Он весит 13 500 т, имеет максимальную длину 240 м при высоте 96 м, имеет гусеничный ход (на 12 гусеницах), способен вскрывать и перемещать до 10 000 куб. м породы в час, управляется экипажем из 4 человек. Самым большим действующим шагающим экскаватором является российский ЭШ 65.100 массой 5 500 т с ковшом объемом 65 куб. м. А самым большим одноковшовым экскаватором с гидроприводом является американский Bucyrus RH400 массой 980 т, построенный в 1997 г. Машина оснащена ковшом объемом 45 куб. м, способным поднять свыше 100 т груза.
Издается с 2007 года
Описание фронтального погрузчика — назначение и классификация техники
Погрузчики – один из видов универсальной техники. Они относятся к грузоподъёмному типу машин, а также к землеройной технике, поскольку могу перемещать верхний слой грунта, и землеройные работы на мягких грунтах. В сегменте строительной техники они занимают второе место по популярности после экскаваторов. И отставание сокращается.
Что такое фронтальный погрузчик: определение
Понятие фронтальный погрузчик и его восприятие – это разные вещи. Название появилось из английского языка. Оно образовано от front – перед и loader – погрузчик. Строго говоря, любой вид погрузчиков с расположенным впереди рабочим органом является фронтальным, включая телескопические, вилочные, мини погрузчики.
Однако, понятие фронтальный погрузчик ассоциируется с четырёхколёсной техникой с широким, во всю ширину машины, ковшом. Он также может называться автопогрузчик фронтальный или колёсный погрузчик. Хотя некоторые машины имеют гусеничное шасси, а часть монтируется на базе колёсного трактора, подавляющее большинство сделаны на собственном шасси.
Благодаря своей конструкции и большому выбору навесного оборудования, фронтальный погрузчик широко применяется в разных сферах деятельности от сельского хозяйства до горнодобывающей промышленности.
История создания фронтальных погрузчиков
Фронтальные ковшовые погрузчики сравнительно молоды по сравнению с кранами, экскаваторами, бульдозерами, скреперами, грейдерами. Но, несмотря на молодость, по величине рынка строительно-дорожных машин сегодня они занимают второе место после экскаваторов.
Первые фронтальные погрузчики придумали фермеры для облегчения сбора сена и навоза. Старый погрузчик представлял собой трактор с ковшом, который поднимался и опускался при помощи лебедок.
Революция в производстве этих машин, состоялась в середине ХХ века с появлением гидравлики. Она вызвала огромные изменения в строительно-дорожном машиностроении. Гидроцилиндр упростил возвратно-поступательные движения рабочих органов, сделал возможным повороты с помощью шарнирно-сочлененной рамы. Это уже стала знакомая нам полноприводная машина-погрузчик с массивным ковшом, манёвренная и эффективная.
Общее устройство и технические характеристики
Основное отличие к погрузчиков от других строительных и дорожных машин – отношение грузоподъёмности и объема ковша к массе самой техники. Это достигнуто за счёт оптимально расположенного центра тяжести и развесовки машины.
Поэтому, когда речь идёт о фронтальном погрузчике, понимается классическая машина с:
Фронтальные погрузчики создаются на специальных колесных шасси и имеют единую конструктивную схему. Шарнирно-сочленённая рама имеет угол складывания полурам в диапазоне 35-40°. Расположенный позади двигатель выступает в качестве противовеса.
Силовой агрегат у большинства колёсных погрузчиков – дизельных. Хотя всё больше компаний модернизируют их, устанавливая гибридные, газовые и электрические двигатели. Особенно это касается компактных машин.
Типично использование гидромеханической трансмиссии с 3-х или 4-хдиапазонной планетарной коробкой передач, ведущего моста с системой блокировки дифференциала, планетарного колесного редуктора, жесткой подвески переднего грузового моста и балансирной подвески заднего моста. Иногда, вместо гидромеханической применяется гидростатическая бесступенчатая трансмиссия.
Грузоподъемная стрела имеет Z-образную или параллелограммную конструкцию. Первая более эффективна при работе с ковшом фронтального погрузчика, поскольку имеет большее отрывное усилие. Вторая – предпочтительней при частой смене рабочего оборудования.
Не менее важна эргономика рабочего места оператора. Кабина фронтального погрузчика предусматривает круговой обзор и оснащена регулируемым сиденьем, системами обогрева, вентиляции, шумопоглощения. Автоматизированная система переключения передач и управления рассчитана на различные режимы эксплуатации, выбираемые оператором в зависимости от условий работы.
Объём ковша фронтального погрузчика варьируется от класса машин. У мини погрузчиков он может быть 0,5 куб.м, тогда как у карьерных колёсных машин доходит до 17 кубов.
Классификация и применение фронтальных погрузчиков
Грузоподъемность, объем ковша, мощность двигателя и производительность – это главные характеристиками фронтального погрузчика. А значит и классификация машин происходит по этим критериям.
По грузоподъёмности
В первую очередь они подразделяются по грузоподъемности и габаритам. Выделяют:
По типу шасси
Выделяют три типа шасси, на которых собираются фронтальные погрузчики. Самым популярным является колёсное шасси с шарнирно-сочленённой рамой. Такое решение повышает манёвренность и проходимость, поскольку колёса едут след в след.
Технику производят и на жёсткой раме на пневмоколёсах. Автомобильные погрузчики тоже способны самостоятельно перемещаться с одного участка на другой, но обладают меньшей манёвренностью из-за большего радиуса разворота.
Шины на колесных моделях любого типа могут быть пневматические и цельнолитые. Первые обладают хорошими амортизационными свойствами. Вторые используются там, где можно попасть на острые материалы, которые могут повредить покрышку.
Поскольку и цельнолитые резиновые колёса подвержены повреждениям существует третий тип фронтальных погрузчиков – на гусеничном ходу. Они обладают хорошей проходимостью на нестабильных грунтах, более эффективны на участках с неровным острым покрытием – в общем там, где велика вероятность прокола колеса. У них ниже расположен центр тяжести, за счёт чего выше грузоподъёмность. Однако основным недостатком данной конструкции является ограничение по скорости движения и перемещению по дорогам общего пользования.
Прочая классификация
Большинство фронтальных погрузчиков универсальные. Они могут использовать как передний ковш, так и различное сменное навесное оборудование – вилы, грузоподъёмный крюк, держатели для колёс, челюстные захваты.
Но существуют и специальные машины. Например, низкие подземные погрузо-доставочные машины (ПДМ) тоже относятся к категории фронтальных погрузчиков, но в силу своих конструктивных особенностей используются только в шахтах.
Использование карьерных погрузчиков на других работах затруднительно в силу их больших габаритных размеров. Также фронтальный вилочный погрузчик используется исключительно на складских работах.
Где применяются фронтальные погрузчики
За исключением специальных моделей, основной функцией фронтальных погрузчиков являются погрузочно-разгрузочные и земляные работы, а также планировка площадок. Также погрузчики используются на ремонтных дорожный и такелажных работ, уборке мусора, перемещении щебня, гравия, песка и других материалов.
В дополнение, погрузчик может работать в бульдозерном режиме, транспортировать сыпучие и кусковые грузы в ковше, а также буксировать прицепы или другое оборудование на небольшие расстояния.
Производители ковшовых погрузчиков
Фронтальные погрузчики выпускают многие компании. Все ведущие поставщики строительной техники имеют в своей продуктовой линейке данную технику. От компактных до больших карьерных погрузчиков предлагают Caterpillar, Volvo, Komatsu, Hitachi, Hyundai, John Deere, Case, Liebherr.
Производство фронтальных погрузчиков в России и СНГ практически отсутствует. Самую широкую продуктовую линейку представляет белорусский Амкадор. Она насчитывает шесть моделей грузоподъёмностью от 3 до 7 тонн.
Почти в два раза меньше – четыре модели грузоподъёмностью от 4,6 до 7 тонн – заявлено у Челябинского тракторного завода. Однако продажи погрузчиков не велики.
В линейки фронтальных погрузчиков ЧЕТРА, Объединённой машиностроительной группы (UMG СДМ) и завода Дорожных машин по одному фронтальному погрузчику. Это, конечно, если не считать мини погрузчики с бортовым поворотом. Но они, всё же, относятся к другому типу машин.
Экскаватор, типы и виды
Экскаватор, типы и виды.
Экскаватор – это самоходная землеройная машина на гусеничном, колесном или шагающем ходу, имеющая верхнюю часть, способную поворачиваться на 360°, со смонтированным рабочим оборудованием, предназначенным главным образом для копания с помощью ковша без перемещения ходовой части в течение рабочего цикла.
Экскаватор:
Экскаватор – это самоходная землеройная машина на гусеничном, колесном или шагающем ходу, имеющая верхнюю часть, способную поворачиваться на 360°, со смонтированным рабочим оборудованием, предназначенным главным образом для копания с помощью ковша без перемещения ходовой части в течение рабочего цикла.
Рабочий цикл экскаватора включает в себя копание, подъем, поворот и разгрузку материала. Экскаватор может быть также использован как средство для перемещения изделий или материалов.
Экскаватор – разновидность тяжелой техники, используемой преимущественно в строительстве и горнодобывающей отрасли. История этих машин уходит корнями в глубокую древность: еще народы Египта, и Рима применяли аналоги современных экскаваторов для создания своих сооружений. Сегодня выемочно-погрузочная машина имеет множество разновидностей.
В зависимости от количества ковшей, установленных на экскаваторе в качестве рабочего органа, экскаваторы подразделяются на одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.
Одноковшовый экскаватор представляет собой один из видов экскаваторов, а по сути – самоходную выемочно-погрузочную машину циклического действия, чьей функцией является извлечение (экскавация) грунта (пород, земли, горных масс и прочих), его перевозка на определенные расстояния с последующей погрузкой или укладкой в обозначенное место.
Одноковшовый экскаватор – наиболее распространённый тип землеройных машин, применяемых в строительстве и добыче полезных ископаемых.
Многоковшовые экскаваторы 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.
Типы и виды экскаваторов, классификация экскаваторов:
В зависимости от главного параметра (эксплуатационной массы с основным рабочим оборудованием) одноковшовые экскаваторы подразделяют на следующие размерные группы:
| Размерная группа | Масса экскаватора, т | |
| Свыше | До | |
| 1 | – | 6,3 |
| 2 | 6,3 | 10 |
| 3 | 10 | 18 |
| 4 | 18 | 32 |
| 5 | 32 | 50 |
| 6 | 50 | 71 |
По типу шасси различаются следующие одноковшовые экскаваторы:
– навешиваемые на тракторы,
– на автомобильном шасси,
По повороту рабочего оборудования относительно опорной поверхности одноковшовые экскаваторы делятся на полноповоротные и неполноповоротные.
По типу двигателя одноковшовые экскаваторы делятся на электрические, с паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания.
В зависимости от исполнения рабочего оборудовании одноковшовые экскаваторы делят на виды:
– экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования,
– экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования.
По направлению зуба ковша различаются одноковшовые экскаваторы с прямой лопатой и одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой.
Многоковшовые экскаваторы в зависимости от направления движения режущей кромки ковша по отношению к направлению движения машины делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания.
По типу ходового устройства многоковшовые экскаваторы делятся на пневмоколёсные, гусеничные или комбинированные.
Экскаваторы, навешиваемые на тракторы:
Нижней опорой (базой) одноковшового экскаватора, навешиваемого на трактор, выступает классический трактор, в большинстве случаев – колесный.
Поэтому применение такого экскаватора целесообразно:
– на землеройных работах малого масштаба (ремонт подземных коммуникаций в коммунальном хозяйстве, электрических и газовых сетей и пр.),
– на планировочных работах малого масштаба (создание ровных, чистых поверхностей).
– для складывания материалов;
– для доставки и перемещения грузов;
– при проведении строительных и строительно-монтажных работ.
Движителем машины выступает мотор трактора-базы с гидравлическим приводом.
Экскаваторы, навешиваемые на тракторы, отличаются довольно высокой маневренностью и высокой скоростью передвижения.
Экскаваторы на автомобильном шасси:
Базой одноковшовых экскаваторов на автомобильном шасси служит грузовой автомобиль повышенной проходимостью, обладающий возможностью беспрепятственно двигаться по любым видам дорог или при их отсутствии (по бездорожью). Грузовики способны в короткие сроки передвигаться на значительные расстояния.
Область применения такого экскаватора: как правило, на землеройные работы среднего масштаба (очистка водоемов, каналов, строительство и ремонт дорожного покрытия, автомобильных трасс и пр.), а при смене рабочего оборудования (с ковша на другое) – также строительные и строительно-монтажные работы, складирование, доставка и перемещение грузов.
В качестве движителя машины могут выступать моторы:
– отдельные моторы, установленные на поворотной платформе.
Пневмоколесные экскаваторы:
Пневмоколесные одноковшовые экскаваторы обладают собственным шасси, которое опирается на колеса, оснащенные пневматическими шинами.
Пневмоколесные экскаваторы в большинстве случаев отличаются полным поворотом, оснащены выносными опорами, призванными предотвратить опрокидывание и сползание машины при загрузке ковша.
Они способны развивать самостоятельную скорость до 30 км/ч, а при буксировке грузовыми машинами – до 40 км/ч, однако по слабым грунтам передвигаются медленнее.
Основные выполняемые работы пневмоколесным экскаватором:
– землеройные работы среднего масштаба (разработка котлованов и траншей, рыхление грунта и пр.);
– планировочные работы среднего масштаба;
– строительные и строительно-монтажные работы;
– доставка и перемещение грузов.
Гусеничные экскаваторы:
Гусеничные одноковшовые экскаваторы оснащены специализированным шасси, включающим в конструкцию гусеничный движитель.
Гусеничные экскаваторы производятся исключительно с полным поворотом.
Их отличительные черты: повышенная проходимость и малое удельное давление на поверхность при достаточно большом весе техники. Они подходят для разработки торфа, выполнению задач на переувлажненных грунтах.
Гусеничные экскаваторы имеют низкую скорость движения, которая не превышает 15 км/ч, поэтому к месту работ их доставляют тягачами или на специальных прицепах.
К преимуществам гусеничных экскаваторов относят широкую конфигурацию ковша – их объемы варьируются от совсем малых (0,04 м 3 ) до огромных (26 м 3 ).
Перечень рабочего оборудования такого экскаватора довольно широк: прямая лопата, обратная лопата, драглайн (одноковшовый экскаватор с канатно-блочным оборудованием), грейфер, челюстной захват, гидравлический молот для рыхления грунта.
Основные выполняемые работы гусеничного экскаватора аналогичны пневмоколесному экскаватору:
– землеройные работы среднего и крупного масштаба (разработка котлованов и траншей, рыхление грунта и пр.);
– планировочные работы среднего масштаба;
– строительные и строительно-монтажные работы;
– доставка и перемещение грузов.
Гусеничные экскаваторы используются преимущественно в добывающей отрасли и в строительстве.
Шагающие экскаваторы:
Шагающий экскаватор представляет собой поворотную платформу на опорной плите с установленным на ней рабочим оборудованием шагающего экскаватора.
Дополнительно платформа оснащается лапами, обеспечивающими передвижение техники, которые при ее работе находятся в поднятом положении (не опираются на поверхность земли ). Само движение осуществляется отрывом опорной плиты от грунта за счет опускания лап на землю, что представляет собой шаг машины (преимущественно вперед, но в некоторых моделях имеется и задний ход), после которого происходит поднятие лапы и возвращение ее в исходное положение для последующего опускания (хода). После чего цикл передвижения шагающего одноковшового экскаватора повторяется снова.
В качестве рабочего оборудования выступает исключительно драглайн.
Применяются экскаваторы шагающего типа:
– при вскрышных работах (удаление пустой породы с залежей полезных ископаемых);
– при разработке недр земли и полезных ископаемых;
– при перемещении добытых полезных ископаемых.
Железнодорожные экскаваторы:
Плавающие экскаваторы:
Размещение рабочего оборудования плавающего экскаватора производится на понтоне и представляет собой грейфер или драглайн. Применение экскаваторов данного типа обусловлено при работах по:
– погрузке и разгрузке материалов;
– добыче сыпучих материалов: песка, гравия;
– очищению дна водоемов;
– углублению дна рек, озер, водохранилищ и прочих.
Полноповоротные экскаваторы:
У полноповоротных экскаваторов 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 экскаваторы:
В настоящее время в основном неполноповоротными производятся в основном экскаваторы, навешиваемые на тракторы.
Экскаваторы с паровым двигателем:
Одноковшовые экскаваторы с паровым двигателем были популярны еще в начале прошлого века, т.к. их двигателем выступала паровая машина. Сегодня они полностью сняты с производства. Экскаваторы с паровым двигателем отличались высокими моментно-скоростными показателями.
Экскаваторы с двигателем внутреннего сгорания:
Экскаватор с двигателем внутреннего сгорания укомплектован собственным двигателем внутреннего сгорания, чаще всего работающим на дизельном топливе, что позволяет обеспечить автономность функционирования экскаватора.
Моментно-скоростные характеристики двигателя и рабочего оборудования одноковшового экскаватора с двигателем внутреннего сгорания не согласованы, что обуславливает использование согласующих передач, коими выступают:
Первые два типа оборудования характерны для механических машин, последний – для гидравлических.
– оба двигателя размещаются на поворотной платформе;
– один из двигателей располагается на гусеничном шасси и применяется исключительно для движения самого экскаватора, а второй – на поворотной платформе.
Электрические экскаваторы:
Экскаваторы с питанием от электросети используются в большинстве своем для карьерных работ. Их преимуществом считается экономичность и экологичность. Техника с генераторами используются на работах в водоемах.
Экскаваторы с прямой лопатой:
Экскаваторы с прямой лопатой применяются только в карьерах при загрузке горной массы в вагоны думпкара или для погрузки рудой или иной горной породой карьерных самосвалов. Отличительной особенностью такого экскаватора является открывающееся днище ковша.