Экскава́тор (от лат. excavo — долблю) — основной тип землеройных машин оснащённых ковшом. Основным назначением является разработка и извлечения мягких (земля,песок и др.) и жёстких (железная руда,гранит и пр.) горных пород в карьере при вскрыше, или добыче ископаемых руд. Экскаватор также применяется при рытье котлованов на стройках, или отвалах. Конструктивно экскаваторы состоят из рабочего, ходового и силового оборудования. Рабочее место экскаватора называют —забоем.
Официально идея создания землеройной машины принадлежит Леонардо да Винчи, он еще в начале XVI века разработал схему прототипа современного экскаватора-драглайна. Известен набросок чертежа грейфера для землечерпалки, созданный да Винчи в 1500 году, позднее Леонардо принимал участие в прокладке каналов в Миланской долине при помощи своего изобретения. Но есть свидетельства того, что ранее, в 1420 году, в венецианском издании «Кодекс Джованни Фонтана» был опубликован текст с упоминанием землеройной машины, использовавшейся для углубления дна каналов и расширения морских гаваней.
Еще некоторое время Италия, а именно Венеция, активно развивала экскаваторное дело – машины были необходимы для очистки венецианских каналов. Далее изобретение развивали во Франции и Америке.
Активное строительство железнодорожных полотен в 30-х годах XIX века и нехватка рабочих сподвигла американца Отиса в 1832–1836 гг. изобрести первый одноковшовый экскаватор. Позднее появились многоковшовые экскаваторы, или абзетцеры, которые имели огромные размеры и передвигались по рельсам, выкапывая желобы породы. С ними работало множество специальных машин, среди которых заметен путепередвигатель, передвигавший многочисленные рельсы экскаватора.
В Советском Союзе было построено три абзетцера, два из которых немецкого производства, работавших с начала 1960 годов до распада СССР, на добыче фосфоритов в Лопатинском руднике. На данный момент все три машины не функционируют и проданы на утилизацию, в руднике работает лишь один маленький абзетцер, добывающий фосфориты в ограниченных количествах.
В современных условиях экскаваторы, конечно же, тоже очень востребованы. Благодаря росту спроса на них и напряженной конкуренции
Среди основных направлений развития техники ведущие производители называют повышение производительности и эффективности экскаваторов. В конкретных моделях эти характеристики реализуются за счет увеличения скорости рабочих операций и усилий копания‚ что‚ в целом‚ обеспечивает повышение цикловой производительности; совершенствования геометрии и кинематики стрелы и рукояти‚ что увеличивает рабочую зону экскаватора; использования быстродействующих захватов для сменных рабочих органов; автоматического программирования режимов работы двигателя; снижения частоты и объема технических обслуживаний. Производители обращают внимание также на улучшение проходимости‚ на безопасность при транспортном перемещении и рабочих режимах.
Машины для земляных работ (3)
... землеройный бульдозер экскаватор привод Рабочий процесс землеройных машин с ковшовыми и ножевыми рабочими ... толкающее устройство в виде ... машины продольного копания для рытья протяженных выемок прямоугольного и трапецеидального профиля — траншей под трубопроводы и коммуникации различного назначения (траншейные экскаваторы), каналов ... техники и методов ее эксплуатации. 1. Машины для земляных работ Машины ...
Традиционно большое внимание уделяется условиям работы оператора. Современный экскаватор невозможно представить без защиты кабины конструкциями ROPS (от повреждения при опрокидывании) и FOPS (от предметов‚ падающих сверху); надежной звуко-‚ вибро- и теплоизоляции кабины; хорошей вентиляции‚ кондиционирования и отопления; общей продуманной организации рабочего места опера-тора.
Безусловно‚ в условиях конкуренции на выбор машины оказывают влияние такие факторы‚ как надежность‚ долговечность и удобство обслуживания.
В настоящее время на российском рынке отечественными и зарубежными производителями строительной техники представлен большой выбор экскаваторов с широким диапазоном характеристик‚ подчеркиваемых производителями в качестве существенных отличий своей техники от продукции остальных.
1. Типы и виды экскаваторов
экскаватор транспортный двигатель
Экскаватор — основной тип землеройных погрузочно-разгруз
По принципу работы экскаваторы можно разделить на две крупные категории:
- многоковшовые (непрерывного действия);
- одноковшовые (цикличного действия).
Как ясно из названия, рабочее оборудование экскаватора непрерывного действия включает несколько ковшей, непрерывно перемещающихся по замкнутой территории. Ограничимся рассмотрением одноковшовых экскаваторов, как наиболее типичных представителей данного класса строительных машин.
Главные компоненты экскаватора:
- рабочее и силовое оборудование,
- система управления,
- поворотная платформа и трансмиссия.
Рабочее оборудование экскаваторов с прямой и обратной лопатой состоит из ковша (как правило), стрелы и рукояти. Рабочее оборудование экскаваторов с драглайном не имеет рукояти, а ковш подвешивается к стреле на канате с помощью упряжки. К рабочему оборудованию относятся также блоки, направляющие устройства и канаты, которые передают движения различным элементам рабочего оборудования. Помимо ковша разработано и другое навесное оборудование. Это грейфер (копающий или погрузочный), гидромолот (для разрушения бетонных и железобетонных конструкций и рыхления мерзлого грунта), гидроножницы (для разрушения и дробления железобетонных конструкций и резки арматуры), бревнозахват, кусторез, бетонолом, фрезерная головка (для вскрытия подземных коммуникаций, рыхления и планировки грунта), шнековый бур.
Если на экскаваторе может быть установлено хотя бы три вида сменного оборудования — прямая лопата, обратная лопата и драглайн, то такие экскаваторы называют универсальными. Обычно в их комплект сменного оборудования входят также грейфер и кран.
Разработка концепций развития одноковшовых экскаваторов
... американцем Отисом первого парового одноковшового экскаватора (рисунок 3.3). Рисунок 3.3 - Первый паровой экскаватор на железнодорожном ходу Экскаватор был неполноповоротным, имел железнодорожную ходовую часть, был оснащен ковшом 1,14 куб. м, паровым двигателем мощностью ...
По типу привода экскаваторы делятся на два класса:
- с гибким (канатным) подвесом;
- с жестким подвесом (гидравлическим приводом).
Подвес с гидравлическим приводом позволяет фиксировать элементы рабочего оборудования в пространстве. Экскаваторы с жестким подвесом имеют значительные технологические, конструктивные и эксплуатационные преимущества по сравнению с экскаваторами с гибким подвесом.
По типу механизма передвижения экскаваторы делятся на колесные и гусеничные (траковые).
Если стройка ведется в городской черте, предпочтительнее использовать колесные экскаваторы, в условиях бездорожья лучше ведут себя гусеничные.
В отдельную категорию экскаваторов можно выделить машины на автомобильном шасси.
На российском рынке представлены две группы экскаваторов на автомобильном шасси:
- классические (с шарнирно-сочлененным рабочим оборудованием);
- телескопические
Конструктивные особенности позволяют телескопическим
Экскаватор с механической лопатой. По своему назначению и вместимости ковша механические лопаты подразделяются на:
- универсальные (0,2-2 м3),
- карьерные и добычные (2-5 м3),
- вскрышные (8-90 м3).
Шире других используются два варианта конструкции механической лопаты. В одном из них основными узлами являются одноканатная двухбарабанная лебедка, рукоять и канатный напорный механизм, закрепленный на поворотной платформе. При опускании ковша поднимается противовес, и наоборот. В другом варианте используется трехканатная лебедка без противовеса. Стрела, рукоять и напорный механизм образуют особую конструкцию с промежуточным шарниром, чем обеспечивается независимость подвеса. Напорный механизм воздействует на двухзвенную рукоять, которая поддерживается и направляется подвижным жестким звеном.
Особенность вскрышных механических лопат — большие радиусы черпания и разгрузки (более 100 м) и большая вместимость ковша (более 90 м3).
От малых универсальных и карьерных экскаваторов они отличаются конструкцией гусеничного хода — каждый из четырех углов основания экскаватора со вскрышной механической лопатой опирается на двухленточную тележку.
Экскаватор-драглайн и обратная механическая лопата, в отличие от прямой лопаты, разрабатывают грунт ниже уровня машины. В драглайне ковш закреплен на подъемном канате, а черпание осуществляется его подтягиванием вторым, «тяговым» канатом. Ковш экскаватора врезается в грунт под тяжестью собственного веса, что позволяет разрабатывать даже крепкую породу, предварительно разрыхленную взрывом.
Большие драглайны устанавливают на шагающем ходу. Механизм «шагания» состоит из центральной опорной плиты, боковых лыж и механизма, приводящего их в движение (кулачкового или рычажного).
Выбор оборудования и расчет технологических процессов при производстве ...
... технологических решений с использованием специально создаваемого карьерного оборудования и комбинированного транспорта, а также применение совершенных форм организации и управления массовыми горными работами. Исходные данные для выполнения курсового ... экскаваторами или другими выемочными машинами. При этом усилие копания, развиваемые рабочими ... и т.д. В зависимости от типа и состояния пород подготовка ...
Когда экскаватор опирается на плиту, лыжи приподняты и могут перемещаться. После их опускания экскаватор вместе с центральной плитой приподнимается, опирается на лыжи и перемещается. Благодаря тому, что лыжи закреплены на платформе и ее поворотом можно изменить направление перемещения, машина может двигаться даже в боковом направлении.
Экскаватор-драглайн, стрела которого заменена натянутым между двумя башнями канатом, несущим ковш, называется «башенным». Такой драглайн может иметь «вылет стрелы» (расстояние между башнями) до 500 м. Ковш разгружается через дно, для чего ему часто придают серповидную форму, в противном случае разгрузкой управляет тяговый канат.
Экскаватор-струг. Данный тип экскаватора предназначен в основном для 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 и т.д. В средней части экскаватора расположены два боковых крыла. Они состоят из подвижных частей — основной, кюветной и откосной, которые устанавливают по очертанию поперечного профиля пути. Перемещается струг локомотивом, от которого поступает также сжатый воздух для пневматической системы управления.
Экскаваторы-планировщики, как правило, изготавливают на базе автомобильного шасси. Экскаваторы-планировщики выполняют планировку откосов насыпей и выемок земляного полотна. Причем объем таких работ велик, поскольку любая дорога, как правило, идет в насыпи или в выемке, и высота откосов доходит до 12 м. Если 2-2,5 м может обеспечить автогрейдер, то большую высоту — только экскаватор-планировщик. Кроме откосов землеполотна дороги, планировочные работы выполняются на подходах к мостам, путепроводам и другим искусственным сооружениям. Экскаваторы-планировщики выручают даже при переменной геометрии откоса. Устойчивость машины в процессе работы обеспечивается аутригерами (опорами).
Траншейные экскаваторы
- по типу рабочего оборудования — на цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР);
- по способу соединения
рабочего оборудования с базовым тягачом — с навесным и полуприцепным оборудованием; - по типу ходового устройства базового тягача — на гусеничные и пневмоколесные;
- по типу привода — с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом.
Траншейные экскаваторы
Мини-экскаваторы. Этот класс машин появился в России только в последние годы. Экскаваторы малой мощности используются при незначительных объемах земляных работ, а также при вспомогательных и подготовительных работах — валке и корчевке леса, забивке свай, уплотнении дорожных покрытий, монтажных и погрузо-разгрузочных работах. Современные мини-экскаваторы этого класса исполнены в классической компоновке. На них применяется гусеничный или пневмоколесный ход, а в качестве рабочего оборудования, как правило, используется обратная механическая лопата с возможностью поворота стрелы в горизонтальной плоскости. Кроме того, современные мини-экскаваторы оснащаются бульдозерным отвалом для расчистки площадки и повышения устойчивости, а по требованию заказчика — сменными ковшами, буровыми штангами и гидромолотами.
Технология и комплексная механизация открытых горных работ
... системой открытой разработки месторождения понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ. Выбранная ... - являются установленными данными, согласно варианту курсовой работы Таблица 3 Наименование Индекс Значение Коэффициент ... - 1,1345)=1,13, где б - угол откоса траншей; ц - угол устойчивого откоса; n - количество горизонтов, вскрываемых внутренними ...
