Реферат на тему экскаватор погрузчик

Обновлено: 05.07.2024

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.

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 между их зарубежными производителями, выпускаемые машины становятся все более функциональными и совершенными. Это и уникальные гидросистемы (а также их вариантность), оригинальные ковши, трансмиссия разной конфигурации, эргономичное оборудование кабины.

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 очных машин.

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

. 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 экскаваторам, используя ротацию ковша, подкапывать под трубами и производить зачистку не только горизонтальных, но и вертикальных поверхностей в ограниченных пространствах. Набор дополнительного рабочего оборудования делает экскаватор на автомобильном шасси универсальной машиной.

Экскаватор с механической лопатой. По своему назначению и вместимости ковша механические лопаты подразделяются на:

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.

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-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 классифицируют по следующим основным признакам:

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 предназначены для разработки траншей под магистральные трубопроводы в различных грунтах. Также эти экскаваторы могут использоваться при рекультивации земель, на присыпке дна траншей и засыпке их разрыхленным грунтом, на мелиоративных работах, на строительстве и ремонте дорог.

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

Примеры похожих учебных работ

Оценка стоимости машин, оборудования и транспортных средств

. которые относятся к движимому имуществу. Целью курсовой работы является изучение теоретических и методологических основ оценки стоимости машин оборудования. Курсовая работа состоит из введения, двух глав и заключения. В первой главе рассматриваются .

Оценка машин, оборудования и транспортных средств

. установкой и запуском оборудования. Цель данной работы - исследование теоретических и практических аспектов определения рыночной стоимости транспортного средства, методологии оценки машин, оборудования и транспортных средств. Термин "оценивать" .

Разработка концепций развития одноковшовых экскаваторов

. к созданию в 1832-1836 гг. 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 .

Проектирование рабочего органа одноковшового экскаватора

. и мощностью. I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1 Краткий исторический обзор создания и развития экскаваторов Официально идея создания . Для выполнения всех возможных видов земляных работ выпускаются экскаваторы различного конструктивного исполнения. Их можно .

Проектирование рабочего органа одноковшового экскаватора (2)

. рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер. Рисунок 1.2. Схема работы прямой лопаты 1.3 Конструктивные особенности одноковшовых экскаваторов Одноковшовый экскаватор .

Конструкции цепного экскаватора

. лапы, которые при работе экскаватора подняты (не касаются грунта). При передвижении экскаватора лапы опираются на . 1.2 Классификация цепных экскаваторов Полноповоротные. Рабочее оборудование, приводы, кабина машиниста и двигатель устанавливаются .

Содержание работы

Введение…………………………………………………………….…..3
1.Виды землеройных устройств……………………………………. 4
2.Принцип работы……………………………………………………..6
3. Одноковшовый экскаватор………………………………………. 7
3.1 Классификация………………………………………………..8
3.1.1 По возможности поворота рабочего
оборудования относительно опорной поверхности ….…8
3.1.2 По типу шасси ………………………………………..9
3.1.3 По типу двигателя…………………………………….13
3.1.4 По типу механических передач (приводов рабочего оборудования) ………………………………………………14
3.2 Рабочее оборудование…………………………………….…15
3.2.1 Основное рабочее оборудование……………………………15
3.2.2 Дополнительное рабочее оборудование…………………19
4. Многоковшовый экскаватор…………………………………….…20
4.1 Классификация многоковшовых экскаваторов…………….21
Заключение………………………………………………………………23
Список использованной литературы…………………………………..24

Файлы: 1 файл

Экскаватор.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ

Кафедра транспорта и хранения нефти и газа

номер зачетной книжки:

Проверил: канд. техн. наук Доцент кафедры ТХНГ Гильмутдинов Ш.К.

1.Виды землеройных устройств……………………… ……………. 4

3. Одноковшовый экскаватор………………… ……………………. 7

3.1.1 По возможности поворота рабочего

оборудования относительно опорной поверхности ….…8

3.1.4 По типу механических передач (приводов рабочего оборудования) ………………………………………………14

3.2.2 Дополнительное рабочее оборудование…………………19

4. Многоковшовый экскаватор…………………………………….…20

4.1 Классификация многоковшовых экскаваторов…………….21

Список использованной литературы…………………………………..24

Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Все экскаваторы в зависимости от использования рабочего времени для собственно копания грунта делят на две большие группы: непрерывного действия — многоковшовые и периодического (цикличного) действия—одноковшовые. Многоковшовые экскаваторы обе операции — копание грунта и его перемещение'— выполняют одновременно; одноковшовые эти операции выполняют последовательно, прерывая копание на время перемещения грунта. Таким образом, рабочее время машины, в течение которого выбирают грунт, и производительность многоковшовых экскаваторов выше, чем одноковшовых. Несмотря на это, одноковшовые экскаваторы распространены шире вследствие их универсальности, т. е. возможности применять их как на земляных, так и на погрузочно-разгрузочных работах в самых тяжелых, в том числе скальных (с предварительным взрыванием), грунтах. Применение многоковшовых экскаваторов ограничено: в основном их используют при рытье траншей и добыче нерудных материалов в карьерах с однородными грунтами без каменных включений. По способу перемещения экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. По конструкции ходового устройства сухопутные экскаваторы подразделяют на гусеничные, колесные и шагающие (последнее применяют только в одноковшовых экскаваторах).

По типу применяемого основного (первичного) двигателя современные экскаваторы бывают дизельными или электрическими. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, дизели используют на экскаваторах там, где машину нужно сравнительно часто перевозить с места на место, например на строительстве нефте- и газопроводов, железных и шоссейных дорог, гражданском строительстве и т. п.

На экскаваторах, постоянно работающих в одном месте, например в карьерах по добыче нерудных материалов, выгодно применять электродвигатели, которые проще и дешевле в эксплуатации.

По приводу механизмов различают экскаваторы одномоторные, у которых все рабочие механизмы приводятся одним или несколькими двигателями, работающими на один вал, и многомоторные, у которых рабочие механизмы приводятся несколькими двигателями, независимо работающими друг от друга.

В СССР все строительные одноковшовые экскаваторы с механическим приводом выпускают одномоторными. Многомоторный привод применяют на строительных гидравлических экскаваторах.

По типу силовых передач движения от двигателя к рабочим механизмам строительные экскаваторы делятся на механические и гидравлические.

У механических экскаваторов движение передается непосредственно от первичного двигателя ко всем механизмам с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных и других механических передач (механическая трансмиссия).

У гидравлических экскаваторов роль трансмиссии выполняют гидронасос (один или несколько), трубопроводы и гидродвигатели (гидромоторы или гидроцилиндры). В трубопроводах циркулирует рабочая жидкость, передающая энергию от насосов к гидродвигателям, которые приводят рабочие механизмы в движение.

До конца 60-х годов в нашей стране в основном выпускали полноповоротные экскаваторы с механическим приводом и гибкой подвеской рабочего оборудования. В девятой пятилетке (1970—1975 гг.) быстро развивалось производство гидравлических экскаваторов с жесткой подвеской рабочего оборудования ( 5—7). Такое расширение выпуска гидравлических экскаваторов определяется целым рядом их конструктивных, технологических и экономических преимуществ по сравнению с экскаваторами с механическим приводом.

Кроме перечисленных признаков классификации, экскаваторы каждой из групп отличаются друг от друга назначением, размерами и мощностью.

1.Виды землеройных устройств

Экскаватор является землеройной машиной для вынимания грунта. Экскаватор может оснащаться различными землеройными устройствами. Землеройное устройство экскаватора включает :

ротор
раму и конвейер с несущей лентой, ведущим и ведомым барабанами, опорными роликами
боковые оградительные щитки, состоящие из пластин и кронштейнов

Отличительной стороной представленного устройства является размещении боковых оградительных щитков ниже верхней ветви ленты конвейера. Кроме того, ведущий и ведомый барабаны и ролики размещены на раме экскаватора, а лента огибает раму устройства, причем ведущий барабан снабжен механизмом натяжения.

Стандартный экскаватор имеет землеройную машину, содержащею грунтоотборное устройство с ленточным конвейером, включающим собственную раму, состоящую из 2-х частей: горизонтальной и наклонной, и ленту, огибающую обе эти части. В таком устройстве имеется собственная металлоконструкция рамы, которая включает продольные и поперечные лонжероны, жестко закрепленные между собой и на которые монтируются барабаны, ролики опорные и поддерживающие. Рама грунтоотборного устройства опирается сверху на раму роторного экскаватора.

Также существует разновидность роторного экскаватора с конвейером, который с помощью горизонтальной секции, выполняющей роль рамы конвейера, опирается на раму экскаватора. Экскаватор такой конструкции имеет недостаток в виде наличия двух рам :

рамы конвейера
рамы землеройной машины

Наиболее совершенным является землеройное устройство экскаватора, содержащий ротор, раму и конвейер, включающий собственную раму, передний и задний направляющие щиты, несущую ленту с поддерживающими роликами и боковые оградительные щитки, состоящие из кронштейнов с эластичными фартуками, прилегающими к поверхности ленты и стоек и имеющие с ними постоянный непосредственный контакт.

Но и этот экскаватор не лишен недостатков, его слабостью являются сложность и большая металлоемкость конструкции за счет включения в нее собственной рамы конвейера, закрепленной на раме ротора, и наличия дополнительных роликов для боковых оградительных щитков. Малая степень надежности работы системы защиты при исполнении соединения в замкнутое пространство двух концов ленты посредством замков или болтов, которые в процессе перемещения ленты повреждают эластичные резиновые фартуки. Кроме этого, одностороннее давление перемещаемого материала при стимулирующем перемещении грунта за счет скольжения ленты в ту или иную сторону по длине ведомого и ведущего барабанов конвейера изгибает при этом края ленты и образует клиновое пространство с направлением сужения в сторону края ленты и вниз, что сопутствует зажиму в этом пространстве твердых частиц материала и интенсивному их перемещению непосредственно в межлентовое пространство, которое раньше ими же и защищалось. Таким образом создается обратный эффект.

Наличие верхнего расположения защитного устройства, а также выполнение конвейера в виде рамной конструкции вызывает необходимость закрепления на несущих брусьях рамы вместе с оградительными щитками также и внешних концов осей опорных и поддерживающих роликов. Такое исполнение не позволяет создать полностью замкнутое пространство, т.к. при этом обязательно детали выходят за пределы габаритов ленты конвейера, что не позволяет отвести поток грунта, ссыпающегося с верхней ветви ленты за пределы габаритов рабочей поверхности роликов и нижней ветви ленты, попадая на которые, влажные частицы грунта прилипают к ним и нарушают работоспособность механизмов.

Экскаватор выпускаемый промышленностью, в целях уменьшения пространства, занимаемого конвейером, использует в своей контрукции искусственные методы уменьшения высоты конвейера путем перемещения нижней ветви ленты вверх двумя поддерживающими роликами, которые установлены с внешних сторон рамы экскаватора. Они поднимают и удерживают ленту над рамой экскаватора, не допуская их контакта. Однако внешняя сторона ленты при перемещении влажных грунтов бывает наиболее грязная, поэтому поддерживающие ролики от налипшего грунта часто увеличиваются в размере с хаотичным его расположением по длине ролика, что меняет силу натяжения ленты на разных ее участках, нарушает режим работы деталей и узлов конвейера и, в конечном итоге, экскаватор потребуется полностью остановить для очиски роликов. В противном случае, может наступить механическое повреждение ленты конвейера и полный выход ее из строя.

Кроме того экскаватор с двумя рамами, рамы непосредственно конвейера и рамы экскаватора, на которой смонтирована первая рама, уменьшает полезное пространство внутри ротора, в котором роторные землеройные машины испытывают большой дефицит и которое могло бы использоваться более рационально, например: для увеличения глубины копания, которая ограничивается высотным положением продольных брусьев рамы землеройного устройства над дневной поверхностью разрабатываемого грунта.

2.Принцип работы

Экскаватор работает следующим образом. Экскаватор посредством ротора захватывает грунт ковшами, а при дальнейшем вращении грунт при помощи направляющих щитков высыпается на ленту конвейера, при этом благодаря передаче крутящего момента на ведущий барабан он увлекается лентой вместе с лежащим на верхней ветви ленты грунтом и под действием сил инерции отрывается от поверхности ленты в месте ее перегиба на ведущем барабане и продолжает перемещаться в свободном падении к месту его отсыпки.

Целью данной работы является изучение конструкции экскаваторов, его разновидностей.
Таким образом, особенности конкретных видов земляных работ, которые необходимо выполнить экскаватору, — например, вырыть котлован, траншею, канал, спланировать поверхность площадки или перегрузить строительные материалы, а также объем грунта, предполагаемого к выемке, и грунтовые условия на объекте диктуют применение экскаваторов с определенными рабочим оборудованием, ходовой частью и типом привода рабочего оборудования.

Содержание

Введение 3
1.История происхождения экскаваторов 4
2.Определение экскаватора 5
3.Классификация 8
4.Основные рабочие органы 9
5. Расчет производительности 13
6.Техника безопасности 14
Заключение 19
Список использованной литературы 20

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат. Экскаваторы.doc

В настоящее время ни одна стройка в стране не обходится без экскаваторов. Их высокая производительность, способность работать в любых условиях, надежность, качество и разнообразие выполняемых ими земляных работ обеспечили этим машинам широкое применение в различных областях народного хозяйства.

Область их применения в строительстве практически не ограничена. Там, где есть доступ для этой машины, земляные работы будут выполнены с высоким темпом и качеством.

Экскаваторы могут вести разработку грунта как выше уровня площадки, на которой они стоят, так и ниже этого уровня. Они могут действовать в стесненных условиях и разрабатывать грунт под слоем воды, выгружать выкопанный грунт в транспортные средства и отсыпать его на значительное расстояние от места копания в отвал, могут окончательно отделывать уклон и поверхность стенок траншей и котлованов, а также с достаточной точностью планировать горизонтальную поверхность строительной площадки или дна траншей и котлованов.

Очевидно, что каждый вид работы требует применения приспособленных для этого экскаваторов и предназначенного для каждого конкретного случая рабочего оборудования. Под рабочим оборудованием подразумеваются те узлы машины, при помощи которых экскаватор непосредственно копает грунт (ковш, стрела, рукоять с системой их привода). Играет определенную роль в этих случаях также тип ходовой части машин: снабжен ли экскаватор гусеничным ходом, дающим машине возможность доступа в любое место строительной площадки при отсутствии подъездных путей и при плохих грунтовых условиях или имеет он пневмоколесную ходовую часть, хотя и обладающую худшей проходимостью, но позволяющую быстро перемещать машину с объекта на объект. Для выполнения определенных работ имеет значение вид привода рабочего оборудования. Так, экскаваторы с гидравлическим приводом более производительны, лучше приспособлены для планировочных, отделочных операций, однако машины с канатной подвеской более применимы при отрывке и углублении каналов с помощью ковша-драглайна, при земляных работах на значительном удалении от машины. И, конечно, большую роль при аренде экскаватора играет возможность поворота рабочего оборудования или, иными словами, наличие у них поворотной платформы, которая создает широкие возможности для выгрузки грунта и прочих работ.

Таким образом, особенности конкретных видов земляных работ, которые необходимо выполнить экскаватору, — например, вырыть котлован, траншею, канал, спланировать поверхность площадки или перегрузить строительные материалы, а также объем грунта, предполагаемого к выемке, и грунтовые условия на объекте диктуют применение экскаваторов с определенными рабочим оборудованием, ходовой частью и типом привода рабочего оборудования.

Целью данной работы является изучение конструкции экскаваторов, его разновидностей.

1.История происхождения экскаваторов

В 1597 году для очистки каналов в Венеции была сконструирована и построена плавучая землечерпалка. Автором ее был венецианский механик Буанаюто Лорини, который описал устройство машины в труде “Делле Фортификационе”. Далее в 1718 г. проект землеройного устройства с двумя ковшами представили Французской Академии наук механики де ла Бальм и Белидор. Механизм работал в портах Тулона и Бреста. Затем в 1795 году известный американский изобретатель, создавший первый практически пригодный пароход, Роберт Фултон сконструировал и первый четырехколесный грейдер-элеватор. Однако испытана машина была только через 70 лет на строительстве дорог в Америке. Но в 1796 году на дноуглубительных работах в английском порту Сандерленд была применена ковшовая драга с приводом от паровой машины. Построена она при участии изобретателя паровой машины Джеймса Уатта. За один рабочий ход ковши доставали со дна гавани до полутора тонн грунта, что примерно в 4 раза превышало производительность ручной драги. Большой вклад в развитие технологии экскаваторостроения внести французы: в 1860 году инженер М. Кувре создал сухопутный цепной многоковшовый экскаватор с двигателем 15 лошадиных сил. Он был испытан на строительстве дороги Седан — Тионвиль, а позднее работал на сооружении Суэцкого канала.

В начале 20 века, с развитием электроэнергетической отрасли семимильными шагами развивались и конструкции экскаваторов. В 1905 году были выпущены первые паровые полноповоротные (с поворачивающейся кабиной) экскаваторы немецкой фирмой “Оренштейн & Коппель”. Ковши этих машин вмещали до 4 кубометров земли. В 1910 году появились первые электрические экскаваторы, а американская фирма “Бюсайрус” выпустила в свет полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу. Начиная с 1912 года начал работать первый экскаватор с двигателем внутреннего сгорания на гусеничном ходу.

В 1847 году русский изобретатель Кушелевский сделал еще один шаг в области открытия экскаваторов. Он предложил идею землечерпательной машины, которая могла работать как на воде, так и на суше. Эта машина соединяла в себе достоинства речной землечерпалки и сухопутного экскаватора.

Производство одноковшовых экскаваторов в России было начато в 1901 на Путиловском (ныне Тверской экскаваторный) заводе. В СССР производство экскаваторов было организовано в 1931. Выпущены первые 15 машин. С 1947 Уральский завод тяжёлого машиностроения (УЗТМ) впервые в мире организовал серийный выпуск карьерных экскаваторов с ковшами ёмкостью 3-5 м3. В 1958 на УЗТМ был изготовлен шагающий экскаватор-драглайн с ковшом 25 м3 и стрелой 100 м, а на Новокраматорском машиностроительном заводе (НКМЗ) в 1965 - экскаватор-лопата с ковшом 35 м3 для крепких грунтов. В 1975 УЗТМ закончил изготовление шагающего драглайна с ковшом ёмкостью 100 м3 и стрелой 100 м. УЗТМ осваивает наиболее мощную карьерную лопату, с ковшом 20 м3, для крепких грунтов (1976).

Во второй половине девятнадцатого века масштабное строительство железных дорог и каналов потребовало перемещения все больших масс земли, которое уже не могло быть осуществлено с помощью ручного труда землекопов. Это привело к активному развитию разнообразных землеройных машин.

После первой Мировой войны, одновременно с общим развитием техники, активизировалось и развитие экскаваторов. Двигатели внутреннего сгорания и электропривод, применение гусеничного (и шагающего) хода позволили существенно увеличить мощности и мобильность экскаваторов. Экскаваторы стали полноповоротными, увеличилась номенклатура их рабочего оборудования (прямая и обратная лопата, драгляйн, струг и пр.) и сфера их применения (вскрышные, тоннельные работы и пр.). В США и в России совершенствовались одноковшовые экскаваторы. В Германии начали строить все более мощные многоковшовые экскаваторы. Появились многочисленные специальные машины (канавокопатели и др.).

Во второй половине XX века традиционные типы экскаваторов совершенствовались в основном за счет применения новых машиностроительных технологий и оборудования (гидропривод и пр.).

Ручной труд на земляных работах сохранился только в тех случаях, когда имеется избыток бесплатной рабочей силы либо при малом объеме и стесненных условиях работ, не позволяющих применить необходимую землеройную технику.

Экскаваторы разделяют на несколько групп по назначению и мощности. Если машина производит все операции в определенном порядке, повторяя их через некоторые промежутки времени, она относится к машинам прерывного (цикличного) действия, если производит все операции одновременно,— машиной непрерывного действия. К экскаваторам прерывного действия относятся одноковшовые, а к экскаваторам непрерывного действия — многоковшовые, скребковые и фрезерные.

Одноковшовые и многоковшовые экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. Сухопутные экскаваторы имеют гусеничное, пневмоколесное, рельсовое и шагающее ходовое устройство.

Все механизмы экскаватора приводятся в движение дизелями, карбюраторными, паровыми или электрическими двигателями. Наиболее экономичными являются дизельные и электрические двигатели. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор. Так, на экскаваторах, работающих в карьере, выгодно применять электродвигатели, так как электричество — наиболее дешевый вид энергии, а при работе на строительстве дорог, где машину часто перевозят с места на место, целесообразно использовать дизельные двигатели.

Если все механизмы экскаватора приводятся в движение от одного двигателя, такой привод называют одномоторным. Если в экскаваторе каждый механизм (или группа механизмов) приводится в движение отдельным двигателем, такой привод называется многомоторным.

С целью передачи движения от двигателя к рабочим механизмам используют следующие виды приводов:

– механический, когда движение передается с помощью валов, шестерен, червячных пар, цепных передач;

– гидравлический объемный, где роль привода выполняют гидронасос, маслопроводы и гидромоторы (или гидроцилиндры); в маслопроводах циркулирует жидкость, передающая энергию от насосов к гидромоторам (или гидроцилиндрам), приводящим рабочие механизмы в движение;

– гидромеханический, в котором для передачи энергии используют гидротрансформатор в сочетании с механической трансмиссией;

– электрический, применяемый на экскаваторах с многомоторным приводом в сочетании с механическим;

– смешанный, состоящий из приводов двух видов, например механического и электрического.

Таким образом, экскаваторы классифицируют:

– по способу перемещения (плавучие и сухопутные);

– по типу силового оборудования (с дизелем, карбюраторным, электрическим, дизель-электрическим и т. д.);

– по числу двигателей (одномоторные, многомоторные);

– по виду привода (механические, гидравлические, гидромеханические, электрические);

– по типу ходового устройства сухопутных экскаваторов (гусеничные, пневмоколесные, рельсовые и с шагающим ходовым оборудованием).

Каждая из групп экскаваторов отличается более мелкими признаками — размерами, мощностью, назначением.

Одноковшовые экскаваторы классифицируют по назначению.

Существуют три основные группы:

– строительно-универсальные — с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для производства земляных работ;

– карьерные — с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в карьерах на разработке рудных и угольных месторождений;

– вскрышные — с ковшами емкостью более 6 м3, предназначенные для разработки верхних слоев пород (вскрыши).

Одноковшовые экскаваторы различают по использованию их с различными видами рабочего оборудования.

Универсальные экскаваторы предназначены для работы с различными видами сменного оборудования; прямой и обратной лопатой, драглайном, крановой стрелой с крюковой подвеской или грейфером, копром для забивки свай и т. д.

Полууниверсальные экскаваторы кроме основного рабочего оборудования имеют один или два вида дополнительного сменного оборудования (прямую лопату, обратную лопату, драглайн).

4.Основные рабочие органы

Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер.

Одноковшовые экскаваторы. Одноковшовым универсальным экскаватором называется машина цикличного действия, предназначенная для выемки и перемещения грунтов и иных материалов с помощью одного из видов рабочего оборудования с одним ковшом, и для выполнения погрузочных сваебойных и прочих работ другими видами сменного рабочего оборудования.

Одноковшовые экскаваторы состоят из следующих основных узлов: ходового устройства, поворотной платформы с силовым оборудованием и основными кинематическими звеньями и рабочего оборудования.

Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую проходимость и хорошую устойчивость при работе экскаватора.

Рис. 1. Cхемa основного оборудования одноковшового экскаватора

Поворотная платформа опирается через катки или специальное (шариковое или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части.

Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным или неполноповоротным. Поворотная часть полно-новоротного экскаватора может вращаться вокруг своей оси на 360°.

Экскаватор-погрузчиков можно увидеть, наверное, в каждом населённом пункте. В строительстве, сельском и коммунальном хозяйстве, да и других отраслях промышленности используется данный вид техники. Достоинств и возможностей у неё много, главное из которых – универсальность.

Что такое экскаватор-погрузчик, история создания

Данный тип инженерных машин появился в середине прошлого века. Как нетрудно догадаться из названия – появились они путём скрещивания экскаватора и фронтального погрузчика. Хотя, конечно, происходило всё несколько сложнее.

За право называться создателем данной техники до сих пор спорят JCB и Case. Однако официально, изобретателем экскаватора-погрузчика считается Джозеф Сирил Бамфорд (Joseph Cyril Bamford) – основатель компании JCB. И вот почему.

Экскаватор-бульдозер

Развитие технологий в первой половине XX века позволило применить гидравлический привод в управлении экскаваторным ковшом. Гидрофикация техники позволила создать навесное экскаваторное оборудование, которое было установлено на сельскохозяйственный колесный трактор. Наиболее подходящим местом для него оказалось в задней части машины.

Сиденье водителя сделали поворотным, для удобства работы оператора. Однако, распределение веса машины по осям изменилось, рулевая ось стала почти неуправляемой. Поэтому спереди навесили прямой бульдозерный отвал. Во время работы экскаваторным оборудованием он служил противовесом и аутригером. Машина получилась сравнительно недорогой и мобильной.

Превращение в экскаватор-погрузчик

Совершенствование экскаватора-бульдозера началось сразу же после его появления: переделки трактора, доработка навесного оборудования. На погрузочных работах машина сильно уступал погрузчикам. Вместо бульдозерного отвала на части машин JCB стали навешивать погрузочное оборудование, но маленькие поворотные колеса сельхозтрактора с П-образным креплением не выдерживали нагрузок.

Рыночную нишу, открытую Джозефом Бамфордом, оценила более крупная фирма Case. Она первой создала специальное шасси: усиленный передний мост; рама, рассчитанная под характерные для погрузчиков нагрузки; измененные передаточные отношения трансмиссии, а затем и гидромеханическая коробка передач; просторная кабина для реверсивного управления.

Так родился новый вид землеройно-транспортных коммунальных машин – экскаваторы-погрузчики. Сегодня их производят десятки зарубежных компаний. Одним из лидеров остается JCB. Крупными производителями являются Case, Caterpillar, Komatsu, Volvo, Terex, LiuGong, XCMG и другие.

В России эволюция производства таких машин повторяет то, что описано выше. Единственным, к сожалению печальным фактом, остаётся то, что производство полноценных экскаваторов-погрузчиков производится только несколькими компания – ЕлАЗ, RM-Terex (на Тверском экскаваторном заводе) и КЭМЗ. Да и то, все машины являются лицензионными разработками иностранных компаний.

Условно отечественным является белорусский Амкодор. Компания тоже активно осваивает нишу экскаваторов-погрузчиков. Тем не менее, как и остальные отечественные производители, выпускают навесное оборудование, которое устанавливается на сельскохозяйственные трактора, в частности МТЗ, ЮМЗ.

Технические характеристики экскаваторов-погрузчиков

Экскаваторы-погрузчики, пожалуй, самые яркие комбинированные машины. Они состоялись как самостоятельный вид землеройно-коммунальной техники. Как и любому другому классу техники им присущи общие черты, не зависимо от производителя.

Основными элементы этой землеройной техники являются рабочие органы: погрузочный ковш спереди (чаще используется бульдозерный ковш с челюстным захватом); экскаваторная стрела с обратной лопатой сзади и базовая машина.

У всех моделей, за редким исключением, дизельный четырехцилиндровый двигатель со средней мощностью от 60 до 110 л.с. Силовой агрегат может быть с турбонаддувом, электрической или механической системой впрыска топлива.

Интересный факт! В 2020 году на выставке Conexpo-Con/AGG состоялась презентация полностью электрического экскаватора-погрузчика Case Zeus 580 EV. О создании машин на аккумуляторах заявили и другие компании. Однако всё это прототипы и техника для проведения полевых испытаний, не представленная пока на коммерческом рынке.

Данная техника выпускается преимущественно в колёсном исполнении. Если рассматривать полноценный экскаватор-погрузчик, а не навесное оборудование на сельхоз трактор, для них разработано несколько вариантов шасси:

обычное с задним приводом и управляемыми передними колёсами меньшего диаметра;
шасси с равновеликими колёсами и, как правило, подключаемым полным приводом;
машина с шарнирно-сочленённой рамой.

Наиболее распространёнными являются первые два варианта. Производители экскаваторов-погрузчиков всячески подчёркивают универсальность своих машин. Учитывая возможные стеснённые условия работы, различные типы грунтовых покрытий техника имеет три варианта рулевого управления:

Обычное, с управляемыми передними колёсами.
Полноповоротное, когда передние колёса поворачивают в одну сторону, а задние в другую, следуя по той же колее, что и передние (след в след) и снижая тем самым радиус поворота.
Крабовый ход, когда передние и задние колёса поворачивают в одну сторону и движение машины происходит полубоком.

Надо сказать, что колесное шасси, хотя и не является навесным орудием, но обеспечивает еще одну и очень важную функцию – мобильность. Колесные машины более мобильны по сравнению с гусеничными. Хотя в некоторых условиях, в качестве базы для экскаватора-погрузчика выбирают более проходимую гусеничную технику.

Сфера применения

Главные преимущества экскаватора-погрузчика: маневренность и многофункциональность. Именно поэтому они нашли широкое применение в коммунальном хозяйстве и строительстве. Компактные и маневренные – задействованы на небольших территориях, в коммунальном хозяйстве. Более мощные – в строительной сфере и сельскохозяйственном секторе. Гусеничные экскаваторы-погрузчики применяются на заболоченной местности и в лесном хозяйстве.

Стандартное навесное оборудование экскаваторов-погрузчиков позволяет использовать их в качестве колёсных экскаваторов, фронтальных погрузчиков и бульдозеров. Рытьё траншей при прокладки трубопроводов, выемки грунта в строительстве и сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне, погрузо-разгрузочные работы, уборке территории от мусора – это лишь малая часть возможностей машины.

Многообразие задач привело к развитию сменного навесного оборудования. Широкое распространение получили:

Гидромолот. Используется для разрушение стен и дорожного покрытия.
Вилы откидные. Устанавливаются непосредственно на ковш и предназначены для погрузки разгрузки паллет.
Планировочный ковш. Для благоустройство территорий, планировки обочин, уборки снега.
Щетки. Очистка улиц и автодорог.
Виброплита. Предназначена для уплотнения различных грунтов, асфальтового покрытия.
Бур. Бурение скважин, в т.ч. для установки опорных столбов и свай.

Список оборудования можно продолжать, даже ковшей предлагается несколько вариантов – в зависимости от целей использования техники. В коммунальном хозяйстве прижились погрузчики со щеточным оборудованием. Чтобы ускорить работу со сменным оборудованием, разработано специальное приспособление для быстрой замены рабочего органа не выходя из кабины.

Распространённые модели, их краткая характеристика

Популярность и востребованность экскаваторов-погрузчиков на рынке способствует появлению широкого выбора моделей, марок и конфигураций. Заводы-производители используют оригинальные конструктивные решения, предлагают различные компоновки и навесное оборудование, так что выбор машин для конкретных целей большой.

Лидером по числу реализованных экскаваторов-погрузчиков в мире является английская компания JCB. Общим для её моделей является переключатель передач и реверса, позволяющий без остановки машины оперативно менять скорость и направление движения, в том числе и под нагрузкой. Самыми популярными являются модели 3CX и 4CX.

Другие имениты производители тоже имеют в своей продуктовой линейке данный тип техники. На Российских дорогах можно встретить экскаватор-погрузчики Caterpillar, John Deere, Volvo, Case, Komatsu. Не редки турецкие машины MST и Hidromek, китайские SDLG, XCMG и другие.

Компания John Deere официально поставляет на российской рынок строительную технику с 2009 года. Экскаваторы погрузчики представлены двумя моделями – 315SL и 325SL. Техника оснащена турбированными дизельными 4-хлитровыми двигателями PowerTech John Deere экологического класса Stage II, мощностью 94л.с. и 97л.с. соответственно.

Если несколько лет назад китайская техника относилась к разряду самых дешёвых, но теперь ведущие машиностроительные компании Поднебесной подтягивают качество машин к европейскому, и цена на них также идёт вверх.

Отечественные производители выпускают экскаваторы-погрузчики в основном в виде навесного оборудования для колёсных тракторов МТЗ, ВТЗ, ЮМЗ. Как полноценную технику их производит Тверской экскаваторный завод (RM-Terex), КЭМЗ и ЕлАЗ. Но всё это лицензионная сборка иностранных моделей.

RM Terex предлагает модель TLB 825 с двигателем Perkins. Гидравлическая система обеспечивает плавность хода и существенно уменьшает время полного рабочего цикла. Гидроцилиндры экскаваторного и погрузочного оборудования – двойного действия, что позволяет быстрое переключение между агрегатами.

При самостоятельном движении машины по дорогам общего пользования ведущим является задний мост. В случае перемещения по труднодоступной местности подключается и передний привод.

Елабужский завод ЕлАЗ предлагает две модели экскаваторов-погрузчиков – BL 880 и BL 888. Обе модели комплектуются двигателем Perkins мощностью 100 л.с. Первый вариант является более бюджетным.

Самый дешевый экскаватор погрузчик

Для малых и средних фирм с постоянным, но небольшим объемом работ важным фактором является первоначальная цена техники. Самым бюджетным вариантом является экскаватор-погрузчик отечественного производства, который устанавливается на обычный трактор Беларусь.

Чуть дороже, но и более высокого класса являются модели, собранные на специальном шасси: Ант (изготовитель КЭМЗ), ЕлАЗ, Gehl, китайские и турецкие бренды.

Можно обратить внимание на рынок б/у техники. Бывшая в употреблении техника ведущих производителей часто сопоставима по цене с новыми отечественными и китайскими аналогами. Однако эффективность её работы может быть выше, а общая стоимость владения сопоставимой и даже ниже. Ведь не стоит забывать, что экскаватор-погрузчик относится к категории коммерческой техники и затраты на его обслуживания включаются в статью затрат. А значит, чем они ниже – тем выше прибыль.

Читайте также: