Экскаватор — классика жанра

Главной землеройно-транспортной машиной в мире является экскаватор. В настоящее время во всем мире почти прекращено производство экскаваторов-драглайнов. Очень мало выпускают экскаваторов с ковшом — прямая лопата. При этом существенно увеличилось производство экскаваторов с ковшом — обратная лопата, а также количество их типоразмеров.

Как проявление универсальности, многие фирмы начали производство экскаваторов-погрузчиков, экскаваторов на колесных тракторах, являющихся относительно универсальными машинами и совмещающих в себе две машины: экскаватор с ковшом — обратная лопата, пневмоколесный фронтальный ковшевой погрузчик, и другое навесное оборудование.

Поскольку экскаваторы работают в основном с погрузкой грунта, каменной породы и руды в автотранспортные средства, их классификация может быть привязана к грузоподъемности автомобилей-самосвалов.
Среди автомобилей-самосвалов можно выделить:

-автомобили-самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой грузоподъемностью 22-36 т (типа МоАЗ-7505 и БелАЗ-7540 и 7548);
-автомобили-самосвалы грузоподъемностью 14-20 т (типа КамАЗ-53229, КамАЗ-65111, МАЗ-5516, КрАЗ-65034);
-автомобили-самосвалы грузоподъемностью 9-13 т (типа КамАЗ-55118, КамАЗ-55111, МАЗ-5551,КрАЗ-6510);
-автомобили-самосвалы грузоподъемностью 5-8 т (типа ЗИЛ-ММЗ-4508, КамАЗ-55102);
-автомобили-самосвалы грузоподъемностью 2,5-4 т (типа ЗИЛ-САЗ-1503, ГАЗ-САЗ-3507, ГАЗ-САЗ-4509).

Выбор емкости ковша экскаватора обычно производят по простейшей зависимости — из условия выгрузки в кузов автомобиля-самосвала 4-6 (5) ковшей грунта. При погрузке разрабатываемого экскаватором грунта в автомобиль-самосвал для реализации производительности экскаватора необходимо, чтобы до отхода одного самосвала уже был готов к приему грунта следующий.

Кроме того, определенное снижение производительности экскаватора наблюдается из-за увеличения цикла его работы (включающего время подвода ковша к забою, набора грунта, поворота экскаватора к самосвалу, подвода ковша к самосвалу, разгрузки ковша, поворота экскаватора от самосвала к забою) при выгрузке грунта в кузов самосвала.

Зависимость выбора вместимости основного ковша экскаватора от грузоподъемности и вместимости автомобиля-самосвала, длительность цикла экскаватора и рекомендуемая расчетная производительность.

Фактически, как будет показано дальше, каждый типоразмер экскаватора имеет не один, а несколько сменных ковшей различной вместимости (емкости с шапкой) для разработки и погрузки материалов различного объемного веса. Экскаваторы с емкостью ковша более 4 м3 которые используются в основном на разработке и погрузке скальной породы и руд и к которым относятся почти все экскаваторы с ковшом — прямая лопата.

Экскаваторам на базе пневмо-колесных тракторов (включая экскаваторы-погрузчики), пользующимся сегодня во всем мире повышенным спросом, будет посвящена отдельная статья.

Мировые производители экскаваторов уделяют большое внимание расширению типоразмерного ряда и номенклатуры этих машин, т.е. основной тенденции развития строительной техники в условиях рыночной экономики. Производители экскаваторов России и стран СНГ пока по этому показателю значительно уступают. Следует отметить только достаточно широкий ряд моделей экскаваторов Тверского ЭЗ.

Также различные наибольшие значения имеют глубина копания, радиус копания и высота выгрузки, которые определяются длиной стрелы и рукояти. Так, например, на колесных экскаваторах М312 -М320 фирмы «Caterpillar» применяются стрелы: моноблочная и с бесступенчатой регулировкой длины, и рукояти: короткая, средняя, средне длинная, длинная и сверхдлинная, т.е. длиной от 1,6 до 3,0 м.
Третья тенденция развития экскаваторов — многофункциональность техники. Кроме ковшей различной вместимости, современные экскаваторы имеют и другое рабочее оборудование.

Экскаваторы фирмы «Komatsu» имеют сменное рабочее оборудование:

-ковши различной вместимости;
-вращающиеся ударные головки;
-виброуплотнители;
-гидравлические молоты;
-клещи для разрушения бетонных конструкций;
-ножницы для разрушения металлоконструкций.

Экскаваторы фирмы «Caterpillar» имеют

-блок быстрой смены рабочего оборудования;
-ковши общего назначения, скальные и опрокидные, с прижимом;
-грейферы для строительных работ, клещи для дробления и сноса строений, для мусора и другие;
-механические навесные ножницы;
-гидромолоты;
-виброплиты;
-бетонолом;
-бетоноизмельчители;
-бурильный молоток и шнековый бур;
-механический распылитель.

Экскаваторы фирмы «Hitachi» имеют сменное рабочее оборудование:

-ковши различной вместимости;
-грейферы двух типов;
-клещи для разрушения бетона;
-ножницы для резки металла;
-измельчитель кусковых материалов: камня, бетона;
-разрушитель дорожного асфальтобетонного покрытия;
-магнитный подъемник металлолома;
-вильчатый и другие захваты;
-захват для металлолома;
-шнековый бур;
-свайный копер;
-захваты для лесоматериалов.

Экскаваторы фирмы «Case» имеют сменное рабочее оборудование:

-6 типов ковшей;
-8 типов грейферов.

Экскаваторы фирмы «Unex» имеют сменное рабочее оборудование:

-ковши 7 типов;
-рыхлительный зуб;
-трамбующее оборудование;
-бур;
-гидромолот;
-магнит;
-грейферы 6 типов;
-крюк.

Указанное оборудование обеспечивает выполнение большого перечня земляных, погрузочных, строительных, конструкционных и ремонтных работ в промышленном, химическом, дорожном, мелиоративном и других видах строительства.
Классические экскаваторы и сегодня остаются группой строительных машин, которая постоянно развивается. Практически все ведущие фирмы-производители экскаваторов ежегодно предлагают на рынке новые модельные ряды и новинки техники.
Komatsu с 2002 г. предлагает новую «7» серию экскаваторов, имеющих повышенную производительность, надежность, долговечность и сниженный эксплуатационный расход. Эти машины имеют более мощные двигатели, более высокие усилия резания и быстродействия рабочего оборудования, повышенную прочность стрелы и рукояти, облегченный запуск двигателя за счет введения подогревателя, мощного стартера и аккумулятора большей емкости. Уменьшена вибрация пола кабины, введено повышенное давление воздуха в кабине для препятствования попаданию пыли; введена новая система диагностики узлов машины и система охраны от угона.
Case предлагает с 2001 г. новый модельный ряд гусеничных экскаваторов (13 моделей), являющийся результатом сотрудничества с фирмой «Sumitomo» (Япония).
Новый модельный ряд характеризуется:
-электронным управлением двигателя, оптимизирующим мощность, снижающим расход топлива на 20-30%, повышающим экономичность и рентабельность эксплуатации, -снижающим выброс вредных веществ в выхлопных газах;
-новой системой фильтрации масла в гидросистеме, обеспечивающей очистку масла от частиц размером до 1 мк и увеличивающей длительность работы масла в -гидросистеме до 5000 ч;
-увеличением длительности работы масла в двигателе до 500ч;
-кабиной оператора, обеспечивающей высокий уровень комфорта;
-применением универсальной сцепки для рабочего оборудования.

Колесные экскаваторы фирмы «Case» (WX90 и WX120) имеют наивысшую в данном классе маневренность (до 30 км/ч), привод на передние колеса, на обе оси и крабовый ход. Применение тихоходных двигателей со сдвоенной мощностью позволяет работать на меньшей мощности на режимах холостого хода и малых загрузках, что уменьшает шум и расход топлива.
Caterpillar в 2002 г. предложил новую серию экскаваторов «С» (320С, 325 CL, ЗЗОС, М312С, М315С и др.). Новые модели поставляются с прямой стрелой плавно-изменяемой длины, со стрелой ступенчато-изменяемой длины, с удлиненной стрелой и рукоятью. Машины серии «С» по сравнению с экскаваторами серии «В» имеют: на 6% меньшую длительность рабочего цикла благодаря увеличению мощности двигателя на 5-10% и увеличению на 10-15% гидропотока в гидросистеме привода рабочего оборудования. Это обеспечивает, в конечном итоге, увеличение производительности на 5-15%. Улучшена обзорность в кабине оператора, упрощено управление и обеспечено более эргономичное расположение джойстиков управления. Увеличено пространство для ног оператора, установлено настраиваемое (по параметрам человека) подрессоренное кресло оператора. Введен климатический контроль воздуха в кабине.
На машинах применены 6-цилиндровые дизельные двигатели с электронной системой впрыска и турбонаддувом. Эти двигатели имеют большую надежность, малую потребность в ТО, экологичны, экономны благодаря снижению оборотов в режимах холостого хода и при снижении нагрузки.

Hitachi переходит на выпуск экскаваторов новой серии «ZX» (ZAXIS). Серия характеризуется по сравнению с машинами ЕХ:

-большей скоростью передвижения и поворота за счет использования трехнасосной гидросистемы;
-комфортабельной кабиной с автоматической системой кондиционирования;
-увеличенной долговечностью шарниров ковша, лучшей смазкой и стойкой окраской;
-меньшей трудоемкостью ТО, более редкой необходимостью смазки и смены масла.

Volvo приступила к выпуску экскаваторов новой серии «В», имеющих:

-новые 6-цилиндровые дизели с турбонаддувом;
-гидросистему с минимальными усилиями управления и повышенными скоростями движения ковша и поворота, повышающую производительность машин;
-усовершенствованную кабину, повышающую комфорт и удобство работы оператора за счет снижения шума и вибрации, введения эффективной системы вентиляции, -применения эргономичного регулируемого сиденья и удобного рычага управления;
-систему диагностики узлов машины (Service Contronic);
-новую электронную систему управления и контроля, включающую компьютер и обеспечивающую высокую точность балансировки мощности двигателя, гидравлики и других систем;
-ряд решений по повышению долговечности и надежности деталей и узлов машины: хромированные оси, встроенные в гидроцилиндры деленферы.

Daewoo выпустила на рынок новую пятую (V) серию экскаваторов («Solar»), отличающуюся тем, что:

-гусеничные модели 290LC-V и 300 LC-V выпускаются также с супердлинной стрелой, увеличивающей глубину копания до 15,45 и 17,44м;
-колесные модели 170W-V и 200W-V выпускаются с моноблочной стрелой и стрелой с изменяемой геометрией, что увеличивает глубину и радиус копания, высоту выгрузки.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что развитие экскаваторов у различных производителей задевает, в основном, общие направления: повышение производительности и снижение затрат времени на транспортирование, повышение надежности, долговечности и комфортности работы оператора. В итоге больше отдача и меньше затрат.

Журнал СТТ №1 2003