Назначение и области применения экскаваторов.
статья

 Назначение и области применения экскаваторов

Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания грунта с последующей его выгрузкой в отвал или в какие-либо транспортные средства, например автосамосвалы.

Экскаваторы пришли на смену землекопам, механизировали их трудоемкий ручной труд и значительно повысили производительность земляных работ. Вместимость ковшей современных строительных экскаваторов может достигать 2—4 м.

Экскаваторщик, управляя из кабины рабочим оборудованием машины, выполняет работу многих сотен землекопов. А если учесть, что можно обогревать воздух в кабине в холодное время года или, наоборот, охлаждать в жаркий период, защищать экскаваторщика от действия прямых солнечных лучей, пыли, дождя и снегал то становятся очевидными преимущества условий его труда перед прежними на земляных работах. Помимо этого машины могут быть снабжены собственными источниками света для освещения места работы в темное время. Фактически с помощью экскаватора удалось полностью механизировать труд землекопа.

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. Недаром парк этих машин в нашей стране или, иными словами, общее количество экскаваторов, находящихся в ведении различных строительных организаций, составляет более 500 000. Однако потребность в них в связи с большим строительством в последние пятилетки так велика, что ежегодно на заводах изготавливается более 40000 экскаваторов.

Для каких конкретно работ предназначены экскаваторы? Их можно использовать при рытье котлованов, каналов, траншей, разработке выемок и насыпей, сооружении дамб и расчистке территорий, на вскрышных работах и в карьерах, при перегрузке сыпучих строительных материалов и планировочных работах и во многих других случаях.

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 использовании экскаваторов 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 необходим/) 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.

Для выполнения всех возможных видов земляных работ выпускаются экскаваторы различного конструктивного исполнения. Их можно разделить на две большие группы: одноковшовые и многоковшовые.

Одноковшовые экскаваторы (их называют иногда экскаваторами цикличного действия) все операции по копанию грунта, его перемещению и выгрузке выполняют последовательно и циклично: сначала заполняют ковш грунтом, затем поворачивают загруженный ковш, в конце поворота выгружают грунт из ковша (в отвал или транспортные средства) и, наконец, возвращают порожний ковш в начальное положение для загрузки. Далее этот цикл операций повторяется.

Многоковшовые экскаваторы (их называют также экскаваторами непрерывного действия) выполняют все рабочие операции по копанию, перемещению и выгрузке грунта одновременно. Пока часть ковшей или ножей режет грунт, другие перемещают его, а третьи — выгружают. При работе этих машин нет ярко выраженного повторяющегося цикла рабочих операций.

Однаковшовые экскаваторы получили большее распространение в строительстве, чем многоковшовые, в связи с тем, что обладают большей универсальностью.
Универсальность – это способность экскаватора выполнять разнообразные земляные работы, начиная от сооружения траншей, котлованов, каналов и кончая отсыпкой насыпей и дамб, а также вести погрузочно-разгрузочные работы. Конечно, все это экскаватор может выполнять только с помощью различного сменного рабочего оборудования.

Рис. 1. Компоновка экскаватора
а – основные части; б – экскаватор в сборе; 1- рабочее оборудование; 2 двигатель; 3 капоты; 4 – силовая трансмиссия (гидроаппаратура); 5 – кабина; 6 — основная рама (поворотная платформа) ; 7 – ходовая часть

Универсальность экскаватора предполагает, кроме того, возможность его работы в любых условиях, даже самых тяжелых, таких, например, как работа в предварительно взорванных скальных грунтах.

Многоковшовые экскаваторы не являются универсальными машинами. Они используются в основном на каком-то одном конкретном виде работ, например для отрывки траншей определенного профиля, т.е. определенной глубины и ширины. К тому же эти машины очень чутки к свойствам разбрасываемого грунта, они с успехом работают лишь на однородных несвязных грунтах без каменных включений.

Познакомимся теперь на примере одноковшового полноповоротного экскаватора с его основными частями. Так как эта машина предназначена для копания грунта, то в ее конструкции предусмотрены (рис. 1) такие узлы, как рабочее оборудование с ковшом, силовая трансмиссия, приводящая в действие рабочее оборудование, двигатель (силовая установка), являющийся основным источником энергии на машине, кабина с сиденьем машиниста, рычагами, педалями и пультом управления, платформа, предназначенная для установки и соединения друг с другом в единую систему двигателя, трансмиссии и рабочего оборудования, и ходовая часть, с помощью которой экскаватор передвигается по грунту, капоты, закрывающие двигатель и силовую трансмиссию.
О конкретном конструктивном решении каждого узла будет сказано в следующих главах. Рис. 1 дает лишь первое представление о принципиальном конструктивном решении любого экскаватора в целом независимо от его типа и назначения. Эти узлы характерны для всех экскаваторов.

Группа одноковшовых экскаваторов объединяет несколько типов машин, отличающихся конструктивным исполнением основной платформы, рабочего оборудования и его крепления: универсальные полноповоротные одноковшовые экскаваторы, навесные одноковшовые экскаваторы и одноковшовые экскаваторы с телескопической стрелой.

Группа многоковшовых экскаваторов в свою очередь состоит из двух типов машин, отличающихся конструкцией рабочего органа — цепных и роторных.