Типы одноковшовых экскаваторов и преимущества спецтехники с гидравлическим приводом

Чаще всего одноковшовый экскаватор применяется для выполнения земляных работ на строительстве и разработке добычи полезных ископаемых. Это машина периодического действия. Ее главным параметром считается вместительность ковша (в кубометрах). И все потому, что ковш — это главный рабочий орган землеройной машины. Но не стоит забывать, что существует и многоковшовый экскаватор, который также применим в специфических ситуациях как на больших стройках каналов, так и карьерных работах. Благодаря экскаватору удалось существенно, в десятки раз повысить скорость добычи полезных ископаемых открытым способом и строительных работ.

Экскаватор

По ГОСТу 17343-83 индексация одноковшовых экскаваторов новых моделей включает 4 цифры, которые говорят о:

  • размерной группе машины (всего 8 позиций);
  • типе ходовой системы (гусеницы или колесное шасси);
  • виде подвески;
  • порядковом номере модели.

Модели, выпущенные до 1970-х гг., обозначаются индексом, в котором прописаны: номинальная вместительность ковша, порядковый номер модели и ее модернизации. А буквы ЭО означают «экскаватор одноковшовый».

Главные показатели для машин с одним ковшом

Важные технические характеристики землеройной машины:

  • максимальные высота и глубина копания;
  • наибольший радиус производства работ;
  • наибольшая возможная высота загрузки.

Чаще всего на строительных работах представлены машины, оснащаемые ковшом объемом 0,15-4,0 кубометра. На территории СПГ чаще всего выполняется разработка грунта одноковшовыми экскаваторами 4 и 5 групп (обладают вместительностью ковша 0,65 и 1 м³). Предприятия выпускают отдельные версии экскаваторов с полной автоматизацией некоторых производственных процессов.

Стандартный экскаватор

На любой аппарат можно установить такие виды рабочего оборудования, как:

  • обратную лопату;
  • прямую лопату;
  • грейфер;
  • драглайн.

Это оборудование позволяет одноковшовой машине:

  • разрабатывать;
  • перемещать;
  • грузить и укладывать грунт.

Погрузка грунта

Одноковшовые экскаваторы делают универсальными, оснащая различными видами сменного оборудования, дающего возможность автоматизировать многие процессы, например, зачищать дно выемок или дробить большие валуны. В некоторых случаях специальные насадки позволяют уплотнять грунт на откосах или разрыхлять мерзлую почву.

Использование дополнительного обвеса для землеройных машин

Дополнительное рабочее оборудование одноковшового экскаватора позволяет очень аккуратно производить съем грунта для высокоточных планировочных работ, разрабатывать траншеи для инженерных коммуникаций, подавать материалы, грузы (выступая в роли погрузчика или крана).

Чтобы получать выемки различных конфигураций и размеров, используются профильные ковши.

Чтобы выполнить задачи по технологии «стена в грунте», вместе с землеройной машиной используют особое штанговое оборудование.

Чтобы разрыхлить мерзлый или очень плотный грунт, одноковшовые экскаваторы оснащаются гидромолотом или зубом-рыхлителем. Для погрузки и удаления крупных камней со стройплощадки на экскаваторах может применяться дополнительное спецоборудование, например, захватно-клещевое навесного типа.

Гидромолот

Разработку грунта с помощью экскаватора выполняют только строго позиционно. Площадка, где работает землеройная техника, разрабатывается массив грунта и паркуются самосвалы, называется забоем. Забой имеет строго отведенное, отдельное место для отвала разработанного грунта. После выполнения поставленной задачи экскаватор перемещают на новое место.

Как работает экскаватор

Каждый рабочий цикл одноковшового экскаватора включает совокупность операций определенной очередности:

  • резка грунта и наполнение им ковша;
  • поднимание ковша с набранной породой;
  • поворачивание экскаватора вокруг оси к месту отвала породы;
  • непосредственно отвал грунта из ковша;
  • разворот экскаватора в обратную сторону;
  • опускание ковша для повторения процедуры заполнения грунтом.

Одноковшовые экскаваторы (ЭО) должны рыть:

  • котлованы и картеры;
  • траншеи и выемки заданной геометрии;
  • грузить грунт на самосвалы или отваливать в указанном месте.

Размеры выемки, которую может сделать одноковшовый аппарат с 1 стоянки, зависит от его параметров.

Планируя земляные работы, проектировщики должны расположить экскаватор так, чтобы минимизировать угол поворота с места загрузки ковша осадочной породой и до выгрузки его на отвал или в кузов грузовика. С учетом особенностей эксплуатации этой машины 70% всего ее рабочего времени приходится именно на поворот стрелы (сначала с грузом до грузовика или места отвала, а потом назад до места разработки), поэтому данный показатель стараются свести к минимуму, уменьшая рабочие часы и повышая эффективность использования.

Как классифицируются землеройные машины

Существует классификация одноковшовых экскаваторов, позволяющая в каждом конкретном случае применять машину с необходимыми характеристиками максимально эффективно.

Главными параметрами в таком случае выступают:

Типы экскаваторов

При выборе дополнительного оборудования для экскаватора учитывайте характер разрабатываемой выемки (котлован или траншея) и грунтовые воды (глубину их залегания).

Чаще всего одноковшовые строительные экскаваторы вроде «прямой лопаты» применимы на стройплощадках, где нужно выбирать грунт выше стоянки землеройной машины с загрузкой его на грузовики.

Обычно технику можно встретить в карьерах, на стройках для погрузки грунта или отрывки котлованов (при этом машину ставят так, чтобы для нее и грузовиков был пандус-съезд с уклоном 10-15%).

Прямая лопата — это ковш (вместительностью 0,15-2,5 м³) с открытой верхней частью и режущим передним краем, шарнирно соединенный с рукоятью, а та в свою очередь шарнирами со стрелой. Конструктивно такой экскаватор сможет работать только на территории забоев выше уровня стоянки (оптимально с высотой 1,5 м, допустимый порог ниже на 0,1-0,2 м).

Машина типа «Драглайн»

Чаще всего одноковшовые экскаваторы типа «драглайн» применимы там, где нужно работать с грунтом ниже стоянки. Они могут:

  • отрывать глубокие котлованы и широкие траншеи;
  • возводить насыпи;
  • разрабатывать грунт из-под воды.

У драглайна радиус действия равен 10 м, а глубина копания почти 12 м. Он идеален для зачистки откосов и планировки больших площадей. С этими видами машин стройплощадке не страшен уровень грунтовой влаги и тип грунта (как мягкий, так и твердый).

Конструкция драглайна подразумевает использование длинной стрелы кранового типа и ковша, подвешенного на канатах.

Драглайн

Для эффективной работы схема выработки может быть поперечно-челночной или продольно-челночной. Эти варианты использования позволяют сокращать угол поворота машины и высоту подъема ковша, тем самым увеличивать ее производительность почти в 2 раза. Плюс ковши тут применяются с объемом до 2,5 м³. Для планировки больших участков, предполагающих возведение свайного фундамента, данные экскаваторы — лучшее решение. К тому же с этой маркой экскаватора связаны все работы по созданию морских объектов (портов, мостов, туннелей и корабельных доков).

Техника типа «обратная лопата» и «грейфер»

Когда требуются узкоспециальные работы, например отрывка глубокого и узкого котлована или траншеи применим грейфер. С его помощью можно вырыть колодец.

Грейфер — это ковш, имеющий 2 лопасти или больше, и стрелочный (ранее использовался канатный) привод, который лопасти смыкает. Эти самоходные аппараты применяют при разработках выемок, имеющих вертикальные стены. Из-за особенности конструкции предполагается использование данного экскаватора на грунтах любой плотности. Машины этого типа применяют вместе с ковшами различного объема (от 0,35 до 2,5 м³).

Грейфер

«Обратная лопата» используется для реализации траншей с глубиной до 7 м и котлованов 6 м. Эти типы конструкции обладают немного меньшей производительностью, чем изделие «прямая лопата», но более долговечны и универсальны (ширина забоя ограничена только проходимостью).

Внешне обратная лопата похожа на открытый снизу ковш, имеющий режущий передний край и шарнирное соединение с рукоятью.

Обратная лопата

ГОСТом, действующим на территории СНГ, утверждено, что универсальные полноприводные экскаваторы должны комплектоваться именно обратной лопатой.

Как подбираются землеройные машины

Для повышения эффективности использования нужно проводить предварительный расчет одноковшового экскаватора по:

  • нагрузкам;
  • типу привода;
  • конструкции;
  • имеющемуся рабочему оборудованию.

Чтобы рассчитать и выбрать конфигурацию ковша землеройной машины, учитывают силы, на него воздействующие:

  • подъема привода;
  • напора, передаваемого через шарниры и тяги рукояти;
  • сопротивления грунтовых масс и воздействие их на зубья;
  • тяжести.

Чтобы узнать прочность ковша, нужно высчитать нагрузки на его стенки, которые для повышения прочности делают ребристыми, сложной конфигурации с переменной толщиной.

Ковш прямая лопата

Далее проводится расчет рукояти, основные напряжения в ней — изгибающие и скручивающие. Поэтому расчеты проводят по 2 положениям. Однобалочную рукоять считают как консольную балку в первом (балка рукояти заделана в ковше) положении и втором (балка находится в седловом подшипнике).

На параметры использования той или иной модели экскаватора оказывают расчеты стрелы на жесткость и прочность ее основных сечений возле пяты и напорного вала. Кроме того, расчету подлежат боковые тяги и оси головных блоков.

Преимущества новейших экскаваторов с гидравлическим приводом

Важно помнить, что эксплуатационная производительность гидравлических экскаваторов куда выше, чем землеройных машин других видов. Особенно если учитывать универсальные машины на гусеничном ходу повышенной проходимости с массой 10-50 т.

Гидравлический привод

Внутреннее устройство одноковшового экскаватора гидравлического типа дает ему такие преимущества:

  • увеличенную производительность в сравнении с машинами, использующими механический (канатный привод);
  • сниженную удельную энергоемкость и материалоемкость машины;
  • универсальность, благодаря большому количеству сменного оборудования (до 40 различных рабочих органов);
  • увеличенную мощность и автоматизацию рабочих процессов;
  • комфортные условия для машиниста (повышается продуктивность его труда);
  • изменение внешнего вида машины, большая эстетичность;
  • повышение эффективности эксплуатации за счет большего показателя гусеничных платформ повышенной проходимости.

Существует отдельный подвид мини-экскаваторов, призванных заменить ручной труд при ремонтных работах в условиях города (прокладка новых или обслуживание имеющихся инженерных сетей и коммуникаций).

Аппараты, меняющие реальность

Существуют различные виды экскаваторов, отличающиеся типом ковша, приводом, платформой (колесная или гусеничная), размерами (обычные и миниатюрные). Главной их задачей было заменить ручной труд при тяжелых земляных работах. Именно благодаря этим машинам удалось увеличить темпы строительства (как жилого, так и промышленного) и разработки природных ископаемых.

Стройплощадка

Каждая схема использования машины разрабатывалась для минимизации потерь и максимальной продуктивности работы. Эффективные приемы увеличивают общую эффективность труда, а значит, создают добавочную стоимость произведенной продукции и двигают прогресс дальше.

Ведь земляные работы требуют до 50% всех затрат на строительство или разработку участков по добыче полезных ископаемых открытым способом.

Прежде чем заказывать арендный экскавáтор, стоит проконсультироваться с опытными инженерами или проектировщиками, подобрать марку и тип землеройной машины и только затем заключать договор аренды. Если же планируется использование универсальной машины, стоит рассчитать хотя бы ее максимально эффективное позиционирование (с наименьшим углом поворота).

Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации