История популярности экскаваторов и их видов

В любую эпоху землеройные работы были не только самыми необходимыми, но еще и наиболее трудоемкими. Поэтому с глубокой древности многие люди думали над тем, как облегчить этот тяжелый труд и ускорить процесс.

Одним из первых был Архимед. Он сконструировал много полезных устройств, среди которых были и машины с ковшами, предназначенные для копания грунта. Римские завоеватели называли их экскаваторами (лат. Excavao – делать углубление, долбить).

Как появились экскаваторы

В эпоху Леонардо да Винчи применение экскаваторов было обыденным делом, но тогда использовались совершенно простые землеройные машины, которые отдаленно напоминали первые аналоги этого устройства. В первой половине позапрошлого века появились первые прародители экскаватора, которые были необходимы для проведения строительства железных дорог. Эти машины использовались на расчистке каналов и фортификационных работах. Ковши приводились в действие мускульной силой людей или животных. На Востоке об экскаваторах узнали от Марко Поло. Он рассказал о чудо-технике китайскому императору, за что был удостоен особого благоволения.

В середине XIX века на экскаваторах появляются механические, а точнее, паровые, двигатели. Первую такую машину в 1843 году сконструировал в США инженер Джеймс Отис, бывший прямым потомком одного из «отцов нации» периода Гражданской войны. Экскаватор с 15-сильным мотором выбирал за час 40 – 50 кубов грунта. Даже по современным понятиям это совсем неплохо! Он заменял полсотни землекопов. Одну из первых моделей, довольно поврежденную, до сих пор можно увидеть в музее.

Первые экскаваторы с паровыми двигателями работали на всемирно известных стройках – в Египте, на прокладке Суэцкого канала, и в России, на Николаевской железной дороге. Правда, отечественные чиновники не слишком радовались механизации труда. Использование крепостных и арестантов было намного дешевле. В 1848 году все 4 «николаевских» экскаватора продали Демидовым. Предприимчивые дельцы поставили машины на производство вскрышных работ, где они оказались очень эффективными.

Важно

После того, как экскаваторы Отиса появились на Урале, там начало развиваться тяжелое машиностроение.

Слово экскаватор было взято из латинского языка и дословно может переводиться как техника для долбления. Это землеройная машина, позволяющая вынимать и разрабатывать грунт. Грунтовые поверхности могут быть как мягкими, так и скальными, ограничений нет.

Классификация экскаваторов

Существует много различных классификаций экскаваторов, в зависимости от критериев, по которым сделана градация техники. При этом одна и та же машина может присутствовать в разных списках.

• Нестандартные экскаваторы: обзор моделей и цен

По применению:

• самоходные – имеют собственное базовое шасси для перемещения на объект.
• полусамоходные – передвигаются только на небольшие расстояния в рабочей зоне.
• ограниченно-самоходные – для переезда в пределах рабочей зоны им требуются специальные пути, например, рельсы.

По типу ходового устройства можно арендовать экскаватор:

• гусеничный – они отличаются повышенной проходимостью и устойчивостью; для работы на слабых грунтах ставятся гусеницы с увеличенной опорной поверхностью;
• пневмоколесный – такие машины имеют высокую маневренность, могут самостоятельно доехать до рабочей площадки;
• на шасси автомобильного типа – эта спецтехника отличается более мощным двигателем, повышенной транспортной скоростью, прочной рамой с низким центром тяжести;
• на серийном грузовом автомобиле;
• на серийном (обычно колесном) тракторе;
• рельсовые;
• шагающие.

По типу основного двигателя:

• дизельные;
• электрические;
• карбюраторные;
• паровые.

В настоящее время на экскаваторы ставятся в основном дизельные и электрические двигатели, как наиболее экономичные. Дизельные используются в условиях периодической смены места работы. Электрические применяются на машинах, работающих на постоянном месте (в карьере).

По количеству двигателей:

• одномоторные – все механизмы экскаватора приводятся в действие одним мотором, или несколькими, которые приводят в движение один вал;
• многомоторные – для каждого механизма или узла есть свой двигатель.

По назначению:

• Строительно-универсальные. В этой группе можно снять экскаватор с ковшом емкостью до 3 м3. Используются для земляных работ.
• Карьерные. Работают с ковшами емкостью 2 – 8 м3. Предназначены для разработки месторождений в карьерах.
• Вскрышные. Имеют ковши емкостью от 6 м3. Применяются для снятия верхних слоев пород.
• Специальные. К ним относятся подземные, туннельные, торфяные, подводные, разрушители, спасательные, болотные, железнодорожные.

По исполнению рабочего органа:

• с гибкой подвеской – стрела (у некоторых – и ковш) подвешена на стальных канатах и с их же помощью приводится в действие;
• с жесткой подвеской – все элементы рабочего оборудования находятся в шарнирном соединении между собой; для привода в действие используются гидроцилиндры.
• с телескопическим оборудованием – работа осуществляется посредством выдвижения и втягивания стрелы.

По углу поворота стрелы:

• Полноповоротные (на 360 град).
• Неполноповоротные (меньше 360 град).

По типу рабочего цикла:

• Циклические – одноковшовые.
• Непрерывного действия – траншейные с зубчатой цепью, с фронтальной цилиндрической или дисковой фрезой, многоковшовые роторные.

По типу привода ковша:

• Механические – почти не используются.
• Гидравлические – наиболее распространенные.
• Электрические – с питанием от ЛЭП, сверхтяжелые.
• Дизель-электрические – автономные тяжелые и особо тяжелые.

По типу ходовой части:

• Пневмоколесные – на колесном оригинальном шасси.
• Гусеничные – то же, на гусеничном.
• Навесные – на серийном автомобильном или тракторном, гусеничном или колесном шасси.
• Катковые и лыжные передвижные (сейчас не применяются).
• Шагающие.
• Плавающие – драги ковшовые, рыхлящие, грейферные или эрлифтовые.
• Рельсовые – карьерные, портовые экскаваторы-краны и железнодорожные.
• Подземные – работают в шахтах на перегрузке вырубленной породы. Могут объединяться со щитом в проходческий комбайн.

Одноковшовые экскаваторы, таблица

Одноковшовые экскаваторы, как наиболее многочисленные и распространенные, выпускаются в большом многообразии. Поэтому у них существует несколько «своих» классификаций.

По размерной группе:

Экскаваторы с массой более 8 тн относятся к сверхтяжелым. Их проектируют по индивидуальным заданиям.

По типу конструкции, несущей ковш:

• Ломающаяся стрела – самая популярная на универсальных машинах, приводится в движение гидравликой.
• Шарнирная стрела – тяжелая, громоздкая, но подвижная и прочная. Применяется на технике 5-й размерной группы и выше. Именно такая стояла на экскаваторе Отиса.
• Телескопическая стрела – работает так же, как стрела автокрана. На экскаваторах используется только в тех случаях, когда требуется большая жесткость конструкции.
• Качающаяся мачта – ажурная, но достаточно жесткая система. Обычно к ней на тросах присоединяется ковш. Он волочится по земле и опрокидывается тоже с помощью тросов. Это драглайн, используется на карьерных добывающих или вскрышных шагающих экскаваторах. На плавучих машинах или экскаваторах-погрузчиках на такой мачте может быть подвешен грейфер.

По типу рабочего органа:

• Ковш – вгрызается в грунт, часто делается с откидным днищем.
• Ковш прямая или обратная лопата – загребает грунт.
• Грейфер – опускается на грунт сверху, захлопывается и захватывает его.
• Короб (перегрузочный ковш) – подбирает разрыхленный грунт.

Популярные производители и виды экскаваторов

Продукция отечественных предприятий ОАО «ТВЭКС» (Тверь), НПК «Уралвагонзавод», «МК КРАНЭКС», ОАО «КБ Транспортного машиностроения» (КБТМ), ЗАО «Эксмаш» наиболее популярна на российском рынке экскаваторов.

Среди зарубежных производителей, которые выпускают различную технику, включая экскаваторы, стоит выделить компании Case (США), Caterpillar (США), Doosan (Корея), Hitachi (Япония), Hyundai (Корея), JCB (Великобритания), Komatsu (Япония), Volvo (Швеция).

Распространённые модели экскаваторов, таблица

Современные экскаваторы

Важно

Среди всех видов спецтехники, экскаватор является самым популярным и быстроокупаемым.

Поэтому неудивительно, что он же лидирует и по числу продаж. Существует очень много разновидностей землеройных машин данного типа. Они различаются не только по своим техническим характеристикам, но и по размерам. Есть модели, которые могут нести на руках несколько взрослых мужчин. Зато другие превышают размеры одноэтажного дома. Притом, они не обязательно шагающие, как принято думать. Все три самых крупных в мире – на гусеничном ходу. Это Bucyrus-Erie 1850-В «Big Brutus», Bagger 288 и Marion 6360 «Captain». Первые два, одноковшовые, еще работают. А «Капитан» уже в Арканзасском техническом музее. Самый легкий из этой тройки весит 12 000 тонн.

Экскаваторы используются в разных условиях, для выполнения самых различных работ. Модификаций так много, что даже опытный инженер-механик вряд ли сможет их перечислить. Например, одни машины предназначены для срезания плодородного слоя почвы. Другие работают под водой. Третьи – под землей.

Эрлифтом называется устройство, предназначенное для подъема грунта с большой глубины. Воздух подается в нижний конец трубы, его поднимающиеся пузыри тянут вверх воду и, вместе с ней, грунт, который должен быть мягким или сыпучим. Эффективность эрлифта прямо пропорциональна его глубине, которая может доходить до 6 км. Труба в таких случаях поддерживается промежуточными поплавками.

Но, разумеется, самые популярные экскаваторы – универсальные. Это мощные одноковшовые машины, на пневмоколесном или гусеничном ходу, с ломающейся стрелой и гидроприводом. Используются, чаще всего, в строительстве.

Если на такую технику поставить еще и бульдозерный отвал, то получится экскаватор-бульдозер с расширенными функциональными возможностями. А если фронтальный ковш, то будет экскаватор-погрузчик – тоже очень востребованная машина, в чем нетрудно убедиться на примере всем известного ЭО-2626.

Популярность экскаваторов обусловлена не только частой необходимостью выполнения земляных работ. Практически все модели поставляются со сменными рабочими органами: перфоратором, гидромолотом, буром, ножницами, захватом, вилами, долотом, рыхлителем и другими. С таким комплектом одноковшовый экскаватор превращается в универсальную и очень востребованную машину.