Основной по популярности машиной‚ используемой на строительных площадках для производства земляных работ‚ перегрузки сыпучих и кусковых материалов и выполнения других работ‚ в зависимости от установленного дополнительного оборудования‚ вне всякого сомнения, является экскаватор. Простота, надежность и впечатляющая универсальность позволяют ему играть главенствующую роль практически на любой стройке.
Первые экскаваторы были построены в России еще в начале девяностых годов 19 века, на бывшем Путиловском заводе. До 1917 г. было выпущено около 50 машин, из них около 40 железнодорожных одноковшовых экскаваторов и 10 - многоковшовых. При организации серийного выпуска экскаваторов было признано целесообразным установить ряд стандартов, включающих классификацию и параметры машин. Первый такой стандарт (на одноковшовые экскаваторы) появился в 1933 году и после коренной переработки был утвержден в форме стандарта ГОСТ 518-41. На многоковшовые экскаваторы стал действовать ОСТ НКТП 8715/2043.
Классификация экскаваторов
1. В зависимости от использования рабочего времени для собственно копания грунта делят на две большие группы:
- Hепрерывного действия - многоковшовые, фрезерные, скребковые
- Периодического (цикличного) действия - одноковшовые.
Многоковшовые экскаваторы обе операции (копание грунта и его перемещение) выполняют одновременно. Одноковшовые же совершают эти действия 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, то есть 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.
Фрезерные экскаваторы предназначены для разработки очень твердых или даже промерзжих горных пород. При этом машина снимает слои грунта с поверхности целого массива. При помощи рабочего органа неподатливая порода разрушается, грузится на конвейер. Далее она передается через разгрузочную консоль в транспортные средства.
Скребковый экскаватор - это машина специальной конструкции, оснащенная ковшом и соединяющаяся припомощи особой системы гибких канатов. Их применяют в гидротехнике, при мелиорации или для разработки водянистого грунта. Полезен скребковый экскаватор тогда, когда требуется очистить трубопровод, произвести работы на болотистых и водных почвах. Также при помощи такой техники работают в районах, где произошли стихийные бедствия, на лесозаготовках и при прочистке дамб.
2. По способу перемещения экскаваторы бывают сухопутные и плавучие. Сухопутные способны только лишь копать землю, а вот при помощи плавучих можно также вести работы на водных пространствах.
3. По типу применяемого основного (первичного) двигателя 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.
4. 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.)
У нас все строительные одноковшовые экскаваторы с механическим приводом выпускают одномоторными. Многомоторный привод применяют на строительных гидравлических экскаваторах.
5. По типу силовых передач движения от двигателя к рабочим механизмам строительные экскаваторы делятся на механические и гидравлическиe.
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.
Кроме перечисленных признаков классификации, экскаваторы каждой из групп отличаются друг от друга назначением, размерами и мощностью.
6. По виду конструктивного исполнения рабочего оборудования экскаваторы бывают с гибкой подвеской, жесткой и телескопической стрелой.
У экскаваторов с гибкой подвеской стрела, а иногда и рабочий орган (например, ковш) подвешены на канатах, которыми приводятся в действие.
У экскаваторов с жесткой подвеской стрела и остальные элементы рабочего оборудования соединены шарнирно друг с другом и приводятся в действие гидроцилиндрами. Универсальный строительный экскаватор имеет обычно несколько видов рабочего оборудования, которыми он может работать в зависимости от условий эксплуатации. Эти виды рабочего оборудования могут легко заменяться одно другим, поэтому они называются сменными.
Рабочее оборудование с жесткой подвеской (шарнирно-рычажное) и с телескопической стрелой применяют только на гидравлических экскаваторах. Рабочий орган к рабочему оборудованию также крепят гибкой или жесткой связью.
Кроме этих основных групп выпускают еще специальные экскаваторы, предназначенные для использования в определенных специфических условиях: подземные — для подземной разработки полезных ископаемых при большой мощности пласта, туннельные — для погрузки взорванной породы при проходке туннелей, торфяные — для добычи торфа и др.
Разные типы экскаваторов довольно сильно отличаются друг от друга. У каждого есть свои характеристики и особое назначение.