Экскаватор (от латинского слова "excavare" , что означает "выдалбливать", "выгрызать") - самоходная землеройная машина, которая при помощи ковша или нескольких ковшей отделяет грунт от массива, перемещает его и выгружает в отвал или транспортные средства.
Экскаваторы являются мощным и производительным средством механизации тяжелых и трудоемких земляных работ. Они предназначены для разработки грунтов различных категорий.
Экскаваторы делятся на две основные группы — прерывного и непрерывного действия:
- к первой группе относятся - одноковшовые экскаваторы,
- ко второй — многоковшовые экскаваторы, или многочерпаконые, экскаваторы.
В основу деления на эти две группы положен характер рабочего процесса экскаваторов.
Рабочий процесс одноковшовых экскаваторов прерывного действия, т. о. разработка ими грунта, выполняется повторяющимися циклами. Цикл слагается из ряда движения стрелы, ковша и машины в целом. В этом цикле, наряду с рабочими движениями, имеются и холостые — непроизводительные потери времени.
Рабочий процесс многоковшовых экскаваторов происходит непрерывно, действие всех операций совершается одновременно, включая медленное передвижение самого экскаватора. Все это исключает потери на холостые и вспомогательные движения рабочих частей экскаватора.
Такому различию рабочих процессов соответствует и различное конструктивное оформление экскаваторов. У экскаваторов прерывного действия на стрелу монтируется один ковш, а у экскаваторов непрерывного действия на раму надевается непрерывная цепь, па которую монтируется много ковшей. Траектории хода ковшей у одноковшовых и многоковшовых экскаваторов различные: у многоковшовых экскаваторов (при определенной установке ковшовой рамы) — постоянны, а у одноковшовых экскаваторов, даже при определенной установке рамы,траектории могут меняться в значительных пределах как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.
Кроме общего деления экскаваторы подразделяются еще на типы по следующим признакам:
- по способу набора грунта — на ковшовые, фрезерные и засасывающие;
- по ходовому оборудованию — на гусеничные, пневмоколесные, шагающие, железнодорожные и плавучие;
- по силовому оборудованию — на паровые, с двигателем внутреннего сгорания (карбюраторные и дизельные), пневматические, электрические и комбинированные (дизель-электрические, дизель-гидравлические и т. п.).
Плавучие одноковшовые экскаваторы используются при дноуглубительных гидротехнических работах. Они имеют сравнительно ограниченные области специального применения.
Наибольшее применение в народном хозяйстве получили следующие три типа одноковшовых экскаваторов: универсальные (строительные), карьерные и вскрышные. В основу деления экскаваторов на эти тины положено пх назначение для выполнения определенного вида работ.
Универсальные одноковшовые экскаваторы применяются во всех отраслях народного хозяйства для разработки разнообразных грунтов. Универсальность их заключается в том, что, кроме своего основного назначения - механизации земляных работ, при оснащении соответствующим сменным рабочим оборудованием они могут использоваться на подъеме тяжестей, забивке свай, корчевке пней, срезке леса и других работах.
Экскаваторы, на которых применяется ограниченное количество видов сменного оборудования, например обратная лопата, кран драглайн или грейфер, называются полууниверсальными. Кроме того, изготовляются экскаваторы, имеющие только один вид рабочего оборудования, например шагающие, вскрышные и др.
Соответственно своему назначению экскаваторы каждого типа отличаются по конструкции, мощности силовой установки, емкости ковша, виду применяемого рабочего оборудования и т. д.
В строительном и дорожном машиностроении приняты следующие буквенные и цифровые обозначения экскаваторов:
- Э — одноковшовые экскаваторы;
- ЭМ — многоковшовые экскаваторы поперечного копания;
- ЭТЦ и ЭТН — траншейные экскаваторы с ковшовой цепью;
- ЭТР — траншейные экскаваторы с ковшами на роторе.
После буквенного обозначения следуют цифры, указывающие на емкость ковша (в м3 или л) и номер модели или наибольшую глубину копании (в см) и номер модели, например экскаватор Э-652: емкость ковша 0,65 м3, модель № 2; экскаватор ЭТН-142: наибольшая глубина копания траншеи 140 см, модель № 2.
Одноковшовые экскаваторы (по ГОСТ) имеют следующие обозначения марок и типов:
- С — экскаваторы строительные, гусеничные и пневмоколесные с ковшом емкостью 0,15—2 м3;
- К — экскаваторы карьерные с ковшом емкостью 4—8 м3;
- В — экскаваторы вскрышные с ковшом емкостью 4—35 м3;
- Ш — экскаваторы шагающие с ковшом емкостью 4—50 м3:
например, экскаватор ЭШ-14/75: экскаватор шагающий, емкость ковша 14 м3, длина стрелы 75 м.
Универсальные экскаваторы предназначаются для выполнения земляных работ в грунтах I—IV категории в промышленном, дорожном и мелиоративном строительстве. К таким работам относятся: вскрытие и добыча песка, гравия или глины из карьеров, рытье траншей и осушительных или оросительных каналов, возведение насыпей и проведение других земляных работ. Кроме того, их применяют для механизации погрузочио-разгрузочных и других работ (корчевки леса, забивки свай, планировочных работ и др.).
Оборудование и механизмы экскаватора
Оборудование экскаватора, которым непосредственно производится копание и разгрузка грунта, забивка свай, корчевание пней и т. д., называется рабочим оборудованием. Одноковшовые универсальные экскаваторы часто имеют по десяти видов сменного оборудования. На стреле экскаватора в зависимости от характера работы монтируют: прямую лопату, обратную лопату, канатно-скребковый ковш (драглайн), ковш-самосхват (грейфер), крановое оборудование, оборудование копра, оборудование трамбовки и другое сменное оборудование.
Напорный механизм при разработке грунта служит для выдвижения рукоятки ковша прямой лопаты с одновременным подъемом ковша. На универсальных экскаваторах устанавливают канатные и кремальерные напорные механизмы.
Ходовое устройство экскаватора предназначено для его передвижения, поворотов на ходу и разворота на месте. В связи с разнообразными условиями работы и различными хозяйственными задачами современные экскаваторы изготовляются с гусеничным, колесным и шагающим ходовым устройством.
Поворотная платформа экскаватора предназначена для крепления основных механизмов экскаватора и стрел рабочего оборудования. По конструкции платформы разделяются на сварные, литые и клепаные.
Реверсный механизм. Наиболее распространенным является механизм реверса, состоящий из трех конических шестерен и применяемый на ряде отечественных экскаваторов: Э-505Л, Э-653, Э-352, Э-257, Э-1004, Э-2001 и др., но имеются экскаваторы модели Э-302, Э-303, Э-304, Э-801 и др., на которых реверс осуществляется цилиндрическими шестернями.
Лебедка экскаватора. Главной лебедкой экскаватора называют механизм, непосредственно управляющий движениями рабочего оборудования. Главные лебедки экскаваторов бывают одновальные и двухвальные. К одновальным относятся лебедки, у которых подъемный и тяговый барабаны посажены на одном валу.
Поворотный механизм экскаватора предназначен для вращения поворотной платформы па опорной раме.
Система управления экскаватора. Применяются несколько систем управления: рычажная, электрическая, пневматическая, а некоторые экскаваторы имеют смешанное управление. Почти все механизмы экскаватора управляются с рабочего места машиниста-экскаваторщика.
Кинематической схемой экскаватора называется условное схематическое изображение, показывающее расположение и взаимосвязь между собой механизмов экскаватора п способ передачи движения от двигателя к рабочим механизмам.
