IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

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. Ведущие 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.

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, среднедлин-ная, длинная и сверхдлинная, т.е. длиной от 1,6 до 3,0 м.

Основная 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 шнеко-вый 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.

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.

Volvo приступила к выпуску экскаваторов новой серии «В», имеющих: новые 6-цилиндровые дизели с турбонадувом; 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.

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.

Список литературы:

1. А. В. Раннев, В. Ф. Корелин, A. В. Жаворонков. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ Справочник в двух томах. Москва "Машиностроение" 1991. Раздел 1.2.5.

2. Ю.А. Бахтурин. Современное состояние карьерного транспорта. Каталог - справочник «Горная техника 2005», стр. 6–16.

3. П.А. Шеметов, С.К. Рубцов, А.Г. Шлыков. Опыт эксплуатации гидравлических и канатных экскаваторов в карьере «Мурунтау». «Горный журнал» №10/2006, с. 67–71.

Код для цитирования: Скопировать