к какому виду машин для земляных работ относятся экскаваторы

Виды экскаваторов и их характеристики

Определение и назначение

Экскаватор – это машина для копания грунта. Рабочим органом является ковш. Он может быть различной конструкции. Для расширения функциональности применяется сменное оборудование: кран (крюк), гидромолот, сваебойный копер и т.п. Кроме «классической» техники, существуют экскаваторы-погрузчики и мини-экскаваторы.
По принципу работы, экскаваторы делятся на следующие виды:

Ниже рассматривается только первая категория – экскаватор с ковшом. По назначению принята следующая классификация:

В отдельную группу выделяют специальную технику. Сюда входят торфяные, разрушительные, тоннельные, спасательные, подземные, железнодорожные, подводные, болотные и другие модели. Для них нужны специальная оснастка и навесное оборудование.

Классификация одноковшовых экскаваторов

В настоящее время существует много различных классификаций экскаваторов. Среди самых популярных следующие. По виду шасси:

По возможности поворота стрелы: полноповоротные вращаются на 360 градусов, неполноповоротные – меньше. Все современные марки экскаваторов относятся к первой группе. Ко второй – только модели, которые навешивают на тракторы.

Таблица технических характеристик

Технические характеристики экскаваторов разбросаны в очень широком диапазоне. Это связано с тем, что машины имеют разное назначение и рассчитаны на различные объемы работ.
Основные технические характеристики сведены в таблицу:

Объем ковша приведен геометрический. Реальное количество забираемого грунта во время работы, за счет «шапки», на 15-30% выше. На машины, которые планируется использовать на тяжелых грунтах, ставят ковши меньшего объема, чем надо для данной группы.

Кроме указанных в таблице параметров, производительность экскаватора зависит от его конструкции и технического состояния. А также от факторов, не относящихся непосредственно к агрегату: правильной организации работы, квалификации машиниста, плотности грунта и т.п.

Силовое оборудование

По типу основного двигателя землеройные машины могут быть дизельные либо электрические.

Карбюраторные встречаются редко. Раньше делались паровые, но сейчас этот вид уже давно в прошлом. Дизелями оборудуются машины с ковшами до 3 м3. Они предпочтительнее, когда приходится время от времени переезжать на другую рабочую площадку. Электромоторы ставят на более мощные модели экскаваторов для работы в карьерах.
Различные механизмы экскаватора представляет собой отдельные узлы. Поэтому здесь распространен агрегатный вид ремонта. По той же причине широко используют унифицированные блоки – сокращается номенклатура запчастей, упрощается крупносерийное производство.
Агрегатная компоновка экскаваторов стала причиной того, что среди них выделяют две группы:

По типу привода рабочего и вспомогательного оборудования встречаются следующие виды:

Типы привода пп. 2-4 указываются в названии экскаватора.

Ковши

В разговоре о технических характеристиках экскаваторов особое внимание должно уделяться ковшам – их разновидностям и применению. На машинах данного типа используются:

По объему экскаваторные ковши делятся на:

Основной или стандартный ковш – универсальный. Он рассчитан на выполнение различных работ на легких и средних грунтах. Объем зависит от класса машины.

Первые два вида часто тоже считают основными. Драглайном называется модель экскаватора со специфичным ковшом, который подвешен на тали в виде системы подвижных и неподвижных блоков и канатов (полиспаст). Подобный механизм дает выигрыш в силе или в скорости. Кроме него, имеются подъемная и тяговая лебедки, ковш и стрела. Применяется чаще всего в мелиоративном и гидравлическом строительстве, на карьерных вскрышных работах, при больших объемах грунта.
Грейферный ковш – это челюстной захват для сыпучих и мелкокусковых материалов. Он опускается на тросе (при необходимости – свободно сбрасывается) сверху и углубляется в грунт. Челюсти смыкаются, захватывая породу, после чего ковш поднимается. Применяется для разработки грунтов, как выше, так и ниже опорной поверхности. А также на погрузочно-разгрузочных работах, для рытья котлованов, очистки каналов и т.п.

Какие работы выполняют экскаваторы

Источник

Классификация машин для земляных работ

2. Землеройно-транспортные машины, предназначенные для послойной разработки, перемещения грунта и планировки грунта: скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы или струги.

3. Экскаваторы, являющиеся наиболее универсальными землеройными машинами, поскольку перемещение рабочего органа у них не зависит от других частей машины и они обладают разнообразием технологических приемов.
По характеру рабочего процесса экскаваторы подразделяются на машины цикличного действия, у которых все операции протекают последовательно в определенном порядке и повторяются через некоторые промежутки времени (одноковшовые экскаваторы), и машины непрерывного действия, у которых все операции производятся одновременно (многоковшовые и фрезерные экскаваторы).
4. Машины для гидравлической разработки грунта, производящие отделение грунта от массива в сухих забоях струей воды из насадка гидромонитора под напором 1—3 Мн/м2 (10—30 ат), а в забоях под водой — засасыванием легкого песчаного грунта вместе с водой плавучим или передвижным землесосным снарядом. 5. Также к машинам для земляных работ можно отнести трамбующие и вибрационные машины, предназначенные для искусственного уплотнения грунта.

Машины для подготовительных работ

Машины для подготовительных работ предназначены для расчистки территории строительства от кустарника и леса, удаления пней, корней, разрыхления плотных грунтов для последующей разработки их землеройными машинами.

Кусторезы

Кусторезы предназначены для расчистки площадей от кустарника и мелколесья. Они выполняются в виде сменного навесного оборудования к трактору и по принципу действия рабочего органа делятся на пассивные и активные.

Пассивные рабочие органы, как правило, выполняются в виде клинового отвала, с расположенными в нижней части плоскими горизонтальными ножами имеющими гладкую или волнообразную режущую кромку. Такими ножами хорошо срезается кустарник с диаметром стволов у корневой шейки не менее 2. 3 см. При работе сдвигается часть плодородного слоя почвы.

Активные рабочие органы кусторезов могут быть режущего (сегментные, дисковые) или ударного действия c приводом от вала отбора мощности трактора.

б – циркулярная пила или фреза;

Г – ножи фрезерные горизонтальные

Д – вращающиеся диски с ножами

Е – ножи, вращающиеся на гибкой связи.

Такие кусторезные рабочие органы могут монтироваться на трактор как неподвижно, так и с помощью подвижной рукояти, позволяющей изменять положение рабочего органа в пространстве.

Корчеватели

Для выкорчевывания пней, корней деревьев и крупных валунов используется целый ряд различных методов и машин:

А – корчевание прямой тягой;

Б – с помощью тракторной лебедки;

Г, Д – корчеватели-собиратели с передней и задней навеской рабочего органа

Е – корчевальная борона.

Корчеватель-собиратель предназначен для корчевания пней и крупных валунов, а также для их перемещения и погрузки в низкие транспортные средства.

1 – клыки

3 – гидроцилиндры поворота РО

7 (обозначить) гидроцилиндр подъема рамы.

Отвал представляет собой решетчатую конструкцию с мощными «клыками» в нижней ее части. При работе, клыки заглубляются в грунт и подводятся под объект корчевания, после чего, комбинированным воздействием толкающего усилия трактора и поворота рабочего органа производится извлечение пня или валуна из грунта.

Корчеватели с задней навеской рабочего выполняются без выраженного отвала. Сам рабочий орган состоит из двух пар клыков, причем одна пара жестка зафиксирована на раме, а другая – с помощью шарнирного соединения.

3 – гидроцилиндр подъема РО

4 – гидроцилиндр поворота подвижных клыков

(такие машины могут обойтись без противовесов, так как при корчевке крупных пней или валунов рабочий орган упирается в землю)

Корчевальная борона

предназначена для корчевания кустарника и пней диаметром до 15. 20 см. Борона, имеет треугольную раму сварной конструкции с тремя – девятью зубьями и навесное устройство.

Высоту зуба относительно рамы регулируют с помощью отверстий. Чтобы уменьшить забивание бороны, зубья устанавливают на разную глубину хода: передние — на меньшую, задние на большую.

Корчевание с помощью канатной тяги может осуществляться путем вытягивания одиночных пней или попарно, с помощью систем отклоняющих блоков и полиспастов.

1 – направляющий пень, 2 – трактор, 3 – корчуемые пни.

Рыхлители

Применяются для рыхления грунтов III и IV категорий, используют для удаления корней, камней, мелких пней и взламывания старых дорожных покрытий. Навесной рыхлитель имеет подвижную раму, соединенную обычно параллелограммной системой с задним мостом трактора, что позволяет сохранять постоянным угол резания зубьев,снабженных сменными наконечниками из износостойкой стали. Подъем и заглубление зубьев производятся гидроцилиндрами.

1 — бульдозерное оборудование, 2 — трактор, 3, 9 — верхняя и нижняя рамы, 4 — верхняя тяга, 5 — гидроцилиндр, 6 —несущая балка, 7 — поворотный флюгер рыхлительного зуба, 8 — рыхлительный зуб.

Бульдозеры

Бульдозером называют гусеничный или колесный трактор с рабочим органом в виде отвала. Они предназначены для послойной разработки грунтов с их последующим перемещением перед рабочим органом (отвалом) по поверхности земли на небольшие расстояния. Установка на бульдозерах заднего рыхлительного оборудования позволяет эффективно разрабатывать прочные разборно-скальные грунты, в том числе в условиях зон холодного климата. Эффективная дальность перемещения грунта бульдозером составляет 15…70 м в зависимости от мощности трактора, достигая 180 м при работе наиболее тяжелых машин в горнодобывающей промышленности.

Основным параметром, определяющим технико-экономические показатели бульдозеров, является номинальное тяговое усилие, по которому различают:

1. бульдозеры очень легкие (малогабаритные) с номинальным тяговым усилием до 25 кН,

2. легкие − 25…135 кН,

3. средние − 135… 200 кН,

4. тяжелые − 200…350 кН

5. сверхтяжелые − свыше 350 кН.

По типу движителя различают бульдозеры гусеничные и пневмоколесные.

Бульдозеры могут выполняться с поворотным и с неповоротным отвалом:

1 – отвал; 2 – раскос; 3 – гидроцилиндры подъема отвала; 4 – базовый трактор; 5 – рама трактора; 6 – упряжные шарниры; 7 – толкающие брусья; 8 – универсальные шарниры; 9 – подкос.

1 – отвал; 2 – винтовые раскосы; 3 – гидроцилиндры подъема отвала; 4 – базовый трактор; 5 – упряжные шарниры; 6 – опорные кронштейны (по три штуки для разных положений); 7 – толкающая рама; 8 – боковые толкатели; 9 – кронштейны крепления гидроцилиндров; 10 – центральный шаровый шарнир.

Помимо землеройно-транспортных работ, бульдозеры могут выполнять планировочные работы, в частности, выравнивание площадки для строительства или передвижения другого транспорта. При этом могут использоваться системы автоматического управления положением отвала бульдозера.

1 — лазерный нивелир; 2 — приемник; 3 — лазерная плоскость.

Скреперы

Скрепером называют землеройно-транспортную машину с ковшовым рабочим органом, предназначенную для послойной разработки, транспортирования и отсыпки грунта в земляные сооружения. Для облегчения процесса копания скрепером грунты выше 2-й категории предварительно разрыхляют рыхлителями.

Рабочий цикл скрепера состоит из следующих операций:

1. Копание грунта и заполнение ковша. При этом заслонка открыта, ковш опускается на поверхность и при движении скрепера заполняется грунтом. При этом скреперу может «помогать» бульдозер, упираясь отвалом в буфер скрепера.

2. Транспортировка. Заслонка опускается, ковш поднимается в транспортное положение

3. Разгрузка. В движении, скрепер открывает заслонку и при помощи разгрузочного устройства (например, подвижной задней стенки) выгружает грунт.

С помощью скреперов возводятся насыпи, устраиваются выемки с отвозкой грунта в насыпи, производится планировка строительных площадки, срезание растительного слоя грунта в полосе отвода дороги и т.д.

С учетом основных признаков скреперы классифицируются:
1. По емкости ковша (м3) — на скреперы малой емкости, с ковшом емкостью до 5; скреперы средней емкости, с ковшом емкостью до 6—15; скреперы большой емкости с ковшом емкостью более 15;

2. По способу загрузки — на заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия базового тягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типу относятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу — элеваторные, гребковые, роторные.

[показать элеватор, направление его вращения]

3. По способу разгрузки — на машины со свободной, принудительной и полупринудительной (комбинированной) разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковша осуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах с принудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощью задней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкой часть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть с помощью принудительной очистки.

4. По типу привода — на машины с канатным, электромеханическим и гидравлическим приводом.
5. По способу агрегатирования — на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.

Прицепной скрепер буксируется гусеничным или двухосным колесным трактором.

Прицепной двухосный и прицепной одноосный

Полуприцепный скрепер находится в сцепке с гусеничным или двухосным колесным трактором (тягачом) передней частью (хоботом) через опорно-сцепное устройство.

Полуприцепной нарисовать с гусеничным трактором.

Самоходный скрепер представляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетической установкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в том числе и управление рабочими органами.

Грейдеры

Грейдеры относятся к землеройно-транспортным машинам с отвальным рабочим органом. Они применяются для планировочных и профилировочных работ в дорожном, аэродромном строительстве, а также для возведения насыпей, постройки грунтовых дорог, разравнивания и перемещения грунта, очистки дорог и площадей от снега, льда и т. п.

Грейдеры могут быть прицепными и полуприцепными, но чаще всего они выполняются самоходными и называются автогрейдерами.

1− приводные задние колеса; 2− балансирная балка; 3− подрамник; 4− основная (хребтовая) рама;

5− кронштейн; 6− установочные гребенки; 7− отвал; 8− поворотный круг; 9−тяговая

рама; 10− управляемые передние колеса; 12− вспомогательный отвал;

13 – гидроцилиндр подъема вспомогательного отвала

14 – гидроцилиндры подъема тяговой рамы

15 – гидроцилиндр выноса тяговой рамы

[рассказать что поворотный круг вращается гидромотором, рассказать как выносится тяговая рама, расск. Про гидроцилиндр наклона отвала]

Самый большой Acco Grader, 160т, 1980, длина ножа – 10 м, 2 двигателя на 700 и на 1000 л.с.

Грейдер-элеваторы

предназначены для копания грунтов и отсыпки его в насыпи, отвалы или в транспортные средства. Их используют для возведения насыпей из боковых резервов, образования продольных выемок, устройства каналов и других подобных сооружений.

Грейдер-элеваторы выполняются, как правило, в виде полуприцепных машины, для тракторов или одноосных тягачей. Иногда их выполняют как сменное навесное оборудование на автогрейдере.

Экскаваторы

Экскаватором называют землеройную машину, выполняющую операции по отделению грунта от массива и перемещению его в отвал или транспортные средства в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования. Экскаваторы оборудуют одним или несколькими ковшами. В первом случае их называют одноковшовыми, во втором — многоковшовыми.

Источник

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.

Источник