Экскаватор

Гидравлический экскаватор в действии

Экскаваторы — это тяжелая строительная техника, состоящая в основном из стрелы , ковша (или рукояти), ковша и кабины на вращающейся платформе, известной как «дом». ^[1] - хотя в самой крупной форме, когда-либо существовавшей, экскаватор-драглайн , ковш был заменен тросом и лебедкой .

Дом современного экскаватора расположен на ходовой части с гусеницами или колесами и представляет собой эволюцию парового экскаватора (который сам превратился в механический экскаватор , когда пар был заменен дизельным топливом и электроэнергией). Все движения и функции гидравлического экскаватора, связанные с земляными работами, выполняются за счет использования гидравлической жидкости с помощью гидравлических цилиндров и гидравлических двигателей . ^[2] которые заменили лебедки, цепи и стальные тросы . ^[3] Еще одним принципиальным изменением стало направление копания: современные экскаваторы тянули ковши к себе, как драглайн, а не отталкивали их, чтобы заполнить, как это делали первые механизированные экскаваторы.

Терминология

Экскаваторы также называют экскаваторами, ковшами, механическими лопатами или 360-градусными экскаваторами (иногда сокращенно «360»). Гусеничные экскаваторы иногда называют «гусеничными лопатами» по аналогии с экскаватором-экскаватором . ^[4] В Великобритании колесные экскаваторы иногда называют «резиновыми утками». ^[5]

Использование

Экскаваторы используются по-разному:

Рытье траншей , ям, фундамента
Обработка материалов ^[6]
Скашивание кустов с помощью гидравлической пилы и навесного оборудования для косилки
Лесные работы
Лесное мульчирование
Снос с помощью гидравлических захватов, резаков и отбойных устройств.
Горное дело , особенно, но не только открытые разработки
реки Дноуглубление
Гидрораскопки для доступа к хрупкой подземной инфраструктуре с использованием воды под высоким давлением
Забивка свай в сочетании с копром
Бурение шахт для фундаментов и взрывные работы с использованием шнека или гидравлической буровой насадки.
Уборка снега с помощью снегоочистителя и снегоочистителя .
Утилизация самолетов

Кабельный экскаватор под названием Northwest (ныне Terex ) на Pageant of Steam . территории
Колесный экскаватор Liebherr 314.
Экскаватор Link-Belt для рытья траншей
CAT 5230 при добыче угля
Экскаватор Caterpillar 315C L убирает обломки торнадо
Экскаватор L&T Komatsu в Индии.
New Holland E215 в Гамбурге, Германия
Экскаватор Caterpillar 350L в Луисвилле, Кентукки , США, 2001 г. Обратите внимание на гидравлический палец .
Экскаватор меньшего размера копает для прокладки широкополосного кабеля в центре Истада в 2021 году.
Waterways Ireland Daewoo Solar 150LC-V Гусеничный экскаватор , используемый для каналов обслуживания
Гусеничный экскаватор
Гусеничное шасси
Экскаватор SH200 Sumitomo на складе/стоянке на 8–10 единиц в Тибе, Япония , 2008 г.

Конфигурации

Современные гидравлические экскаваторы бывают самых разных размеров. Меньшие из них называются мини или компактными экскаваторами . ^[7] Например, самый маленький мини-экскаватор Caterpillar весит 2060 фунтов (930 кг) и имеет мощность 13 л.с .; ^[8] их самая крупная модель — самый большой из доступных экскаваторов (разработанный и производившийся компанией Orenstein & Koppel, Германия, до поглощения компанией Caterpillar в 2011 году, под названием «RH400»), CAT 6090, который весит более 2 160 510 фунтов (979 990 кг). Мощность 4500 л.с. и ковш длиной 52,0 м. ³.

Гидравлические экскаваторы обычно соединяют мощность двигателя с (обычно) тремя гидравлическими насосами, а не с механической трансмиссией . Два основных насоса подают масло под высоким давлением (до 5000 фунтов на квадратный дюйм , 345 бар) для рычагов , поворотного двигателя, гусеничных двигателей и вспомогательного оборудования, а третий представляет собой насос низкого давления (≈700 фунтов на квадратный дюйм , 48 бар) для пилотного управления золотниковые клапаны ; эта третья схема позволяет снизить физические усилия при работе с органами управления. Обычно в экскаваторах используются три насоса: два поршневых насоса переменной производительности и шестеренный насос. Расположение насосов в экскаваторном агрегате меняется у разных производителей, использующих разные форматы.

Тремя основными частями экскаватора являются ходовая часть , корпус и стрела. Также используется стрела — передняя часть, которая крепится к самой кабине и удерживает рычаг. Ходовая часть включает гусеницы, гусеничную раму и бортовые передачи, которые имеют гидромотор и зубчатую передачу, обеспечивающую привод отдельных гусениц. Ходовая часть также может иметь отвал, аналогичный бульдозерному. Дом включает в себя кабину оператора, противовес , баки двигателя, топлива и гидравлического масла. Домик крепится к ходовой части посредством центрального штифта. Масло под высоким давлением подается к гидромоторам гусениц через гидравлический поворотный механизм на оси пальца, что позволяет машине беспрепятственно поворачиваться на 360° и, таким образом, обеспечивает движение влево и вправо. ^[9] Рука обеспечивает движения вверх-вниз и ближе-дальше (или копание). Оружие обычно состоит из стрелы, рукояти и ковша с тремя шарнирами между ними и домом.

Стрела прикрепляется к дому и обеспечивает движение вверх и вниз. Это может быть одна из нескольких различных конфигураций:

Наиболее распространены монострелы; у них нет никакого движения, кроме прямого движения вверх и вниз.
Некоторые другие имеют поворотную стрелу , которая также может перемещаться влево и вправо вместе с машиной. ^{[ нужны разъяснения ]}
Другой вариант — шарнир в основании стрелы, позволяющий ей гидравлически поворачиваться на угол до 180° независимо от дома; однако обычно это доступно только для компактных экскаваторов .
Стрелы с переменным углом наклона имеют дополнительный шарнир в середине стрелы для изменения кривизны стрелы. Их также называют стрелами с тройным шарниром (TAB) или стрелами из трех частей.

К концу стрелы прикреплена рукоять (или рукоять). Рукоять обеспечивает движение копания, необходимое для протаскивания ковша сквозь землю. Длина клюшки не является обязательной в зависимости от того, требуется ли вылет (более длинная клюшка) или отрывная мощность (более короткая клюшка). Наиболее распространены монопалки, но встречаются и, например, телескопические палки.

На конце палки обычно находится ведро . Широкий ковш большой вместимости (грязевой) с прямой режущей кромкой используется для очистки и выравнивания или там, где выкапываемый материал мягкий и зубья не требуются. Ковш общего назначения (GP), как правило, меньше, прочнее и имеет закаленные боковые резцы и зубья, используемые для пробивания твердого грунта и камней. Ведра имеют множество форм и размеров для различных применений. Существует также множество других навесных приспособлений, которые можно прикрепить к экскаватору для сверления, рыхления, дробления, резки, подъема и т. д. Навесное оборудование можно прикрепить с помощью штифтов, аналогичных другим частям рукояти, или с помощью различных быстроразъемных соединений . Экскаваторы в Скандинавии часто оснащены наклонно-поворотным устройством , которое позволяет навесному оборудованию вращаться на 360 градусов и наклоняться на +/- 45 градусов, чтобы повысить гибкость и точность экскаватора.

До 1990-х годов все экскаваторы имели длинный или обычный противовес, который подвешивался к задней части машины, чтобы обеспечить большую силу копания и грузоподъемность. Это стало неприятностью при работе в замкнутых пространствах. В 1993 году компания Yanmar выпустила первый в мире экскаватор с нулевым поворотом хвоста. ^[10] что позволяет противовесу оставаться внутри ширины гусениц при повороте, что делает его более безопасным и удобным для пользователя при использовании в ограниченном пространстве. Этот тип машин сейчас широко используется во всем мире.

В экскаваторах для управления стрелой и ковшом используются два основных типа конфигурации управления, каждая из которых распределяет четыре основные функции копания на два джойстика xy. Это позволяет опытному оператору управлять всеми четырьмя функциями одновременно. Наиболее популярной конфигурацией в США является конфигурация управления SAE , тогда как в других частях мира более распространена конфигурация управления ISO. Некоторые производители, такие как Takeuchi, имеют переключатели, которые позволяют оператору выбирать, какую конфигурацию управления использовать.

Навесное оборудование для экскаваторов

Гидравлические экскаваторы теперь выполняют задачи, выходящие далеко за рамки земляных работ ковшом . С появлением навесного оборудования с гидравлическим приводом, такого как молот , фреза, грейфер или шнек , дробилка и просеивающие ковши. ^[11] Экскаватор часто используется во многих других целях, помимо земляных работ. Многие экскаваторы оснащены быстроразъемным соединением для упрощения установки навесного оборудования, что повышает эффективность использования машины на рабочей площадке. Экскаваторы обычно используются вместе с погрузчиками и бульдозерами . Большинство колесных, компактных и некоторых средних (от 11 до 18 тонн) экскаваторов имеют засыпной (или бульдозерный) отвал. Это горизонтальный бульдозерный отвал, прикрепленный к ходовой части и используемый для выравнивания и заталкивания удаленного материала обратно в яму.