Экскаватор как землеройная машина¶
Экскаватор — самоходная землеройная машина, предназначенная для разработки грунта, извлечения горных пород и выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Основным рабочим органом служит ковш (реже — грейфер, фреза, гидромолот), закреплённый на стреле, рукояти или телескопической штанге. Экскаваторы относятся к классу строительной, карьерной и дорожной техники и применяются в строительстве, добыче полезных ископаемых, мелиорации, при прокладке трубопроводов и в коммунальном хозяйстве.
¶История
Прообразы землеройных машин с ковшом появились в конце XVIII века. В 1796 году английский инженер Уильям Смит описал устройство для углубления судоходных каналов. Первый практически применимый паровой экскаватор с одной лопатой построил в 1835 году американец Уильям Отис, а серийное производство наладила компания Otis Shovel. Машины того времени передвигались по рельсам и работали от парового котла.
В конце XIX — начале XX века паровой привод вытеснили двигатели внутреннего сгорания и электрические моторы, а рельсовый ход — гусеничный и колёсный. В 1880-х годах появились первые машины с поворотной платформой, что позволило вести выгрузку грунта в сторону от забоя.
В России первые экскаваторы выпускал в начале XX века Путиловский завод в Санкт-Петербурге. Массовое производство развернулось в годы первых пятилеток: в 1931 году начал работу Ковровский экскаваторный завод, затем — Уральский завод тяжёлого машиностроения в Свердловске и другие предприятия. В 1947 году на Ковровском заводе был создан первый советский полностью гидравлический экскаватор, а в 1950-е годы гидравлика стала основной схемой привода.
¶Классификация
Экскаваторы различают по нескольким признакам.
По типу рабочего оборудования:
- Одноковшовые — с одним ковшом, цикличного действия; наиболее распространены в строительстве.
- Многоковшовые — с цепным или роторным рабочим органом, непрерывного действия; применяются на вскрышных и мелиоративных работах.
По назначению:
- строительные (универсальные);
- карьерные (вскрышные и добычные);
- шагающие, с большой массой и ковшом значительной ёмкости;
- траншейные и дренажные;
- коммунальные малогабаритные.
По ходовому устройству выделяют гусеничные, колёсные, шагающие и плавучие (земснаряды). По приводу — механические (канатные), гидравлические, электрические, дизельные и гибридные.
¶Устройство
Основу гидравлического экскаватора составляет поворотная платформа, установленная на ходовой тележке через опорно-поворотное устройство. На платформе размещаются силовая установка, гидронасосы, кабина оператора и противовес. Рабочее оборудование включает стрелу, рукоять и ковш, приводимые гидроцилиндрами.
Канатный экскаватор использует лебёдки и систему тросов: ковш подвешивается на подъёмном и тяговом канатах. Такая схема обеспечивает большие вылеты стрелы и применяется на карьерах.
Ключевые характеристики машины — ёмкость ковша (от 0,04 до десятков кубометров), глубина и радиус копания, высота выгрузки, масса, мощность двигателя и давление на грунт. Производительность зависит от категории грунта, угла поворота платформы и квалификации оператора.
¶Применение
Экскаваторы выполняют следующие виды работ:
- отрывка котлованов, траншей и каналов;
- вскрышные работы на месторождениях;
- погрузка сыпучих материалов в транспорт;
- планировка и зачистка площадок;
- демонтаж зданий и сооружений;
- dredging — углубление дна водоёмов.
Сменные рабочие органы — гидромолот, грейфер, гидроножницы, планировочный отвал, фреза — расширяют область применения одной базовой машины.
¶Крупнейшие производители
Мировыми лидерами в производстве экскаваторов являются компании Caterpillar, Komatsu, Hitachi, Volvo Construction Equipment, Liebherr, Doosan и Hyundai. В России и странах СНГ технику выпускают предприятия группы «Уралмаш», Ковровский экскаваторный завод, Тверской экскаваторный завод, а также сборочные производства зарубежных брендов.
¶Значение и тенденции
Экскаватор остаётся одной из самых востребованных машин в строительной и горнодобывающей отрасли. Современные тенденции включают переход на электро- и гибридные приводы, внедрение систем спутниковой навигации и автоматического управления ковшом, дистанционное и автономное управление, а также повышение энергоэффективности и снижение выбросов. Развитие гидравлики и материаловедения позволяет увеличивать единичную мощность машин при сохранении их манёвренности.
Источники: Большая российская энциклопедия; отраслевые справочники по строительным и дорожным машинам; материалы профильных машиностроительных предприятий.