Одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом

Эти экскаваторы представляют собой многомоторные машины с жесткой подвеской рабочего оборудования, у которых для передачи мощности от двигателя к рабочим механизмам используется гидравлический объемный привод. Параметры гидравлических экскаваторов регламентированы ГОСТ 30067-93 «Экскаваторы одноковшовые универсальные полноповоротные». По сравнению с механическими гидравлические экскаваторы имеют более широкую номенклатуру сменных рабочих органов, число которых постоянно растет, большее количество основных и вспомогательных движений рабочего оборудования, что значительно расширяет их технологические возможности и обеспечивает высокий уровень механизации земляных работ, особенно в стесненных условиях.

Гидравлический привод позволяет: значительно упростить кинематику трансмиссии и рабочего оборудования; расширить номенклатуру сменного рабочего оборудования; уменьшить габариты машины; рационально совмещать рабочие операции; максимально использовать мощность силовой установки; повысить мобильность и универсальность машин и улучшить качество выполняемых работ, сообщать сменным рабочим органам движения, позволяющие выполнять земляные работы в труднодоступных местах; обеспечивать плавность движения и точную ориентацию рабочего органа; реализовать большие (в 1,5...2 раза) усилия копания; повысить производительность машин в среднем на 30...35 %; улучшить условия труда машиниста.

Различают гидравлические экскаваторы с шарнирно-рычажным (рис. 1, а, б) и телескопическим (рис. 1, в) рабочим оборудованием, для удержания и приведения в действие которого, используют жесткие связи - гидравлические цилиндры. Основными рабочими движениями шарнирно-рычажного оборудования являются изменение угла наклона стрелы, поворот рукояти с ковшом относительно стрелы и поворот ковша относительно рукояти, телескопического – выдвижение-втягивание телескопической стрелы.

Рис. 1. Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования: 1 - опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6,8,9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста; 14 - гусеничное ходовое устройство; 15 - ковш прямой лопаты; 16 - телескопическая стрела

Гидравлические полноповоротные экскаваторы с шарнирно-рычажным рабочим оборудованием созданы на базе единых конструктивных схем, широкой унификации агрегатов и узлов и серийно выпускаются 3-5-й размерных групп. Привод сменного рабочего оборудования таких экскаваторов осуществляется от гидроцилиндров двойного действия, а поворот платформы и передвижение машины - от индивидуальных гидромоторов.

В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскаваторов (рис. 2) при выполнении обычных земляных работ используют ковши обратных 1-3 и прямых 4 лопат различной вместимости. Ковши для дренажных работ 5 и рытья узких траншей 6, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой для планировочных 7 и зачистных 8 работ, двухчелюстные грейферы для рытья траншей и котлованов 9 и погрузки крупнокусковых материалов и камней 10. Погрузочные ковши большой вместимости для погрузочных работ 11-13, бульдозерные отвалы 14 для засыпки ям, траншей и небольших котлованов, захваты для погрузки труб и бревен 15, крановую подвеску 16 для различных грузоподъемных и монтажных работ, многозубые 17 и однозубые 18 рыхлители для рыхления мерзлых и плотных грунтов и взламывания асфальтовых покрытий, пневматические, гидравлические 19 и гидропневматические 20 молоты многоцелевого назначения со сменными рабочими инструментами для разрушения скальных и мерзлых грунтов, железобетонных конструкций, кирпичной кладки и фундаментов, дорожных покрытий, дробления негабаритов горных пород, трамбования грунтов, погружения свай и шпунта. С бурами для бурения шпуров и скважин и т. д.

Рис. 2. Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.

Обратная лопата является самым распространенным видом рабочего оборудования гидравлических экскаваторов и предназначена для копания выемок, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора.

В комплект оборудования обратная лопата (рис. 3, а) входят: стрела моноблочная Г-образной формы или составная 1, 6 изменяемой длины, рукоять 5, поворотный ковш 4 и гидроцилиндры 2, 3, 8 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта производят поворотом ковша относительно рукояти и поворотом рукояти относительно стрелы. Копание можно осуществлять только поворотом ковша относительно неподвижной рукояти, что позволяет вести работы в стесненных условиях, а также в непосредственной близости от подземных коммуникаций.

Рис. 3. Экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата

Поворотом ковша производят не только копание, но и выгрузку грунта, а также зачистку основания забоя. Толщину срезаемой при копании стружки регулируют путем подъема или опускания стрелы. Составная стрела дает возможность изменять глубину Н_к и радиус R_к копания (а также высоту выгрузки H_в), что в сочетании со сменными профильными ковшами различной вместимости позволяет расширить область применений экскаватора и использовать его с максимальной производительностью в различных грунтовых условиях.

Основная 1 и удлиняющая 6 части составной стрелы соединены шарниром и тягой 7, установкой которой в различные положения на удлиняющей части достигается изменение длины стрелы. На основную часть стрелы устанавливают оборудование прямой лопаты, грейфера и погрузчика. При работе вблизи фундаментов зданий и других сооружений, а также при копании траншей, ось которых не совпадает с продольной осью экскаватора, в оборудовании обратная лопата применяют специальную промежуточную вставку (рис. 3, б), позволяющую устанавливать рукоять 5 с гидроцилиндром под углом в плане к продольной оси стрелы 7. Вставка обеспечивает смещение оси копания до 1,5 м относительно продольной оси машины. Оборудование со смещенной осью копания является одним из преимуществ гидравлических экскаваторов.

Прямая лопата с поворотным ковшом широко применяется на экскаватора: 4-6-й размерных групп и предназначена для разработки грунта как выше (преимущественно), так и ниже уровня стоянки машины, а также для погрузочных работ.

Оборудование прямой лопаты (рис. 4) включает стрелу 1, рукоять 2, ковш 3 и гидроцилиндры 4, 5, б подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Копание грунта осуществляется поворотом рукояти и ковша, движущегося от машины в сторону забоя. Толщину стружки регулируют подъемом или опусканием стрелы. При разгрузке ковш поворачивают гидроцилиндром 4. Прямой лопатой с поворотным ковшом можно производить планирование и зачистку основания забоя.

Рис. 4. Экскаватор с рабочим оборудованием прямая лопата

Погрузочное оборудование применяют для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов выше стоянки экскаватора, разработки и погрузки в транспортные средства (или отсыпки в отвал) грунтов I и II категорий, а также для планировочных работ на уровне стоянки машины. Вместимость ковша погрузчика в 1,5...2 раза больше вместимости ковша обратной лопаты, что значительно повышает производительность экскаватора при использовании его на погрузочных работах.

В комплект погрузочного оборудования (рис. 5) входят: стрела 1, рукоять 3, ковш 5 и гидроцилиндры 2, 4, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Кинематическая схема погрузчика обеспечивает горизонтальное движение ковша от экскаватора при внедрении его в грунт или штабель материала и при планировочных работах. После внедрения в разрабатываемый материал возможен поворот ковша гидроцилиндром 2 для лучшего его заполнения, которым поворачивают поднятый на заданную высоту ковш при разгрузке.

Рис. 5. Экскаватор с погрузочным оборудованием

Грейфер применяют для рытья котлованов, траншей, колодцев и при погрузочно-разгрузочных работах. Особенно эффективно использование такого оборудования при копании глубоких выемок, а также в стесненных условиях.

На гидравлических экскаваторах устанавливают жестко подвешенные грейферы, у которых необходимое давление на грунт при врезании создается принудительно с помощью гидроцилиндров рабочего оборудования. Это позволяет эффективно разрабатывать плотные грунты независимо от массы грейфера. Грейфер шарнирно крепят к рукояти обратной лопаты вместо ковша таким образом, чтобы было возможно его продольное и поперечное раскачивание.

Оборудование грейфера (рис. 6) состоит из составной стрелы 1, рукоятки 3 и гидроцилиндров 2, 7, используемых от обратной лопаты, двухчелюстного грейферного ковша 6 с гидроцилиндрами 5 для замыкания и открывания челюстей и механизмом 4 поворота ковша в плане. Челюсти ковша в исходном положении раскрыты. Наполнение его происходит при смыкании челюстей гидроцилиндрами 5. Необходимое напорное усилие создается опусканием стрелы. Разгружают ковш размыканием челюстей. Для глубокого копания колодцев (до 30 м), траншей и котлованов в оборудовании грейфера используют удлиняющие промежуточные вставки.

Рис. 6. Экскаватор с грейферным оборудованием

Грейферное оборудование на напорной штанге (рис. 7) применяют для разработки узких и глубоких (до 20 м) траншей с вертикальными стенками в грунтах I-IV категорий с каменистыми включениями размером до 200 мм при возведении подземных сооружений способом «стена в грунте», а также для разработки выемок под сваи в промышленном, городском и сельском строительстве.

Способом «стена в грунте» можно возводить без отрывки котлована подземную часть промышленных и гражданских зданий и сооружений, стены насосных станций, тоннели метрополитенов неглубокого заложения, колодцы коллекторов, борта каналов и т. п.

Грейферное оборудование устанавливают на базовой части стрелы экскаваторов пятой размерной группы; он включает в себя напорную штангу 5, грейферный ковш 3, направляющий корпус 4 с механизмом перемещения штанги, рычажный механизм 2, гидроцилиндры подъема-опускания штанги и наклона штанги в поперечной плоскости. Направляющий корпус шарнирно соединен с кронштейном, относительно которого может быть повернут двумя гидроцилиндрами в вертикальной плоскости на угол 90° вдоль продольной оси экскаватора.

Рис. 7. Экскаватор с грейферным оборудованием для возведения сооружений методом «стена в грунте»: а – общий вид; б – кинематическая схема перемещения штанги

Дополнительным гидроцилиндром 7 штанга может быть наклонена в поперечной плоскости на угол у в обе стороны от вертикали. Рабочим органом оборудования является гидравлический двухчелюстной грейфер (рис. 7, б) с приводом сменных челюстей полукруглой формы от двух гидроцилиндров 10, расположенных внутри его корпуса. Режущие кромки челюстей снабжены сменными зубьями, а боковые стенки - резцами с износостойкой наплавкой. Грейфер крепится к напорной штанге, перемещаемой канатным механизмом, смонтированным на направляющем корпусе. Механизм перемещения (подъема-опускания) штанги состоит из двух унифицированных лебедок, каждая из которых включает барабан 13 для перематывания напорно-возвратного каната 14, трехступенчатый цилиндрический редуктор 12 (аналогичный редуктору механизма передвижения экскаватора), тормоз и гидромотор 11. Напорное движение на грейфер создается весом штанги с грейфером и лебедками. Рычажный механизм 2 (см. рис. 7, а) жестко крепится к базовой части стрелы и через упорную стойку 7 к пяте стрелы 8. В процессе работы упорная стойка воспринимает нагрузки от рабочего оборудования. Перевод рабочего оборудования из рабочего положения в транспортное обеспечивается поворотом гидроцилиндрами 6 направляющего корпуса 4, со штангой назад на 90° при одновременном опускании вперед гидроцилиндрами 9 базовой части стрелы с кронштейном и упорной стойкой 1. Вертикальное положение оборудования контролируется прибором «Вертикаль-20Б», датчики которого установлены на направляющем корпусе, а указатели - в кабине машиниста. Гидросистема грейферного оборудования пишется от насосной установки базового экскаватора. Управление грейферным оборудованием гидравлическое и осуществляется из кабины машиниста.

Гидравлические молоты навешиваются на экскаваторы 2-5-й размерных групп вместо ковша обратной лопаты и соединяются с рукоятью посредством быстросъемного крепления. Экскаватор, оборудованный гидромолотом с рабочим инструментом в виде клина, пики и трамбовки, можно применять при рыхлении мерзлого грунта, дроблении негабаритов твердых и горных пород, взламывании мерзлого грунта и дорожных покрытий, кирпичных и бетонных фундаментов и других работах, а также для уплотнения грунта. При разработке грунта можно изменять угол наклона гидромолота к поверхности грунта. В комплект оборудования гидромолота (рис. 8) входят: стрела 1, рукоять 4, гидромолот 5 и гидроцилиндры 2, 3, 6 подъема стрелы, поворота рукояти и молота.

Рис. 8. Экскаватор, оборудованный гидравлическим молотом

Гидромолоты приводятся в действие от насосов гидросистемы базового экскаватора, что обеспечивает лучшее использование установленной мощности и снижение эксплуатационных затрат. По принципу работы гидромолоты аналогичны паровоздушным. Гидромолоты создают значительные импульсы силы направленного действия и обеспечивают наименьшую энергоемкость процесса разработки мерзлых грунтов и разрушения твердых покрытий.

Различают гидромолоты простого и двойного действия. В гидромолотах двойного действия подъем ударной части (холостой ход) осуществляется под явлением рабочей жидкости, а разгон ее вниз при рабочем ходе - под действием собственного веса и энергии рабочей жидкости или сжатого газа, накоплений во время холостого хода в гидравлическом или пневматическом аккумуляторе. Молоты с пневмоаккумулятором называют также гидропневматическими.

В конструкцию молота с гидроаккумулятором (рис. 9) входят: рабочий цилиндр 6 с распределительным золотником 10, гидроаккумулятором 13 и насосом 12, корпус с направляющей трубой 2, ударная часть 3 и сменный рабочий инструмент 1.

Рис. 9. Принципиальная схема гидромолота с гидроаккумулятором

Цикл работы гидромолота состоит из разгона ударной части вверх, торможения ее перед верхней мертвой точкой, разгона вниз и удара по хвостовику инструмента. Ударная часть не имеет участков установившегося движения. При разгоне вверх рабочая жидкость от насоса 12 через золотник 10 поступает в штоковую полость 4 рабочего цилиндра 6 и в гидроаккумулятор 13, где происходит ее накапливание. В конце разгона золотник соединяет поршневую полость 8 рабочего цилиндра с напорной линией 9, в результате чего происходит торможение ударной части и рабочая жидкость вытесняется в гидроаккумулятор. После остановки ударной части в верхней мертвой точке начинается ее разгон вниз под действием собственного веса и давления рабочей жидкости, действующего на поршень 5. Когда ударная часть достигает скорости, которую она имела бы при установившемся движении, аккумулятор начинает разряжаться, отдавая накопленную жидкость в рабочий цилиндр 6. В конце хода вниз ударная часть наносит удар по хвостовику сменного рабочего инструмента 1. Перед нанесением удара через обратный клапан 7 жидкость из поршневой полости 9 поступает в сливную магистраль 11. Далее цикл повторяется.

Молоты с гидроаккумулятором просты в управлении и обслуживании, имеют довольно высокий КПД (0,55...0,65). Они издают при работе слабый шум, поэтому их можно использовать в густонаселенных местах.

Гидравлические молоты развивают энергию удара 1800...9000 Дж, имеют частоту ударов 2,5...5 Гц, массу ударной части 100...600 кг, рабочее давление в гидросистеме 10... 16 МПа.

У гидропневматических молотов давление рабочей жидкости воздействует на боек при рабочем и холостом ходах. Одновременное воздействие на боек давления жидкости и энергии газа аккумулятора при рабочем ходе позволяет повысить коэффициент использования мощности насосной установки, снизить пульсацию давления рабочей жидкости, улучшить технико-эксплуатационные показатели молотов.

Основными элементами гидропневматического молота (рис. 10) являются: ударный блок 6, пневмоаккумулятор 9, управляющая камера 7, распределитель 1, сменный рабочий инструмент 15.

Принцип работы молота заключается в следующем. В исходном положении (рис. 10, а) рабочая жидкость под напорным давлением подается в полость А распределителя 7 и одновременно в камеру взвода 3, управляющую камеру 7 ударного блока 6 и через каналы Б и В в полость 12 золотника 14. Напорное давление действует на ступень 13 золотника, перемещая его в крайнее нижнее положение, и на ступень 4 бойка 5, который начинает двигаться вверх (холостой ход), сжимая газ в аккумуляторе 9. При этом рабочая жидкость из камеры рабочего хода 8 вытесняется через камеру 10 золотника в слив.

Рис. 10. Принципиальная схема гидропневматического молота

В верхнем положении бойка (рис. 10, б) управляющая камера соединяет каналы В и Г между собой и одновременно полость 12 со сливом. Под действием давления рабочей жидкости на нижнюю ступень 2золотника последний перемещается вверх, своей верхней частью входит в проточку 11 корпуса распределителя, перекрывает сливную гидролинию и через центральное отверстие 17 соединяет напорную гидролинию с камерой взвода 3 и камерой рабочего хода 8. Боек начинает движение вниз (рабочий ход) под одновременным воздействием давления газа аккумулятора и рабочей жидкости (площадь ступени 16 больше площади ступени 13); рабочая жидкость переливается из полости взвода в камеру рабочего хода. Разгоняясь, боек наносит удар по инструменту 15, управляющая полость соединяет каналы Б и В с напорной гидролинией, и золотник перебрасывается вниз. Далее цикл повторяется.

Гидромолоты могут быть использованы по двум технологическим схемам: экскаватор с молотом работает непрерывно, а выемка грунта осуществляется другим экскаватором; экскаватор с молотом выполняет заданную часть работы, а затем производится замена молота ковшом.

При работе с молотами стрела экскаватора устанавливается в плавающее положение, что обеспечивает полную виброизоляцию рабочего места машиниста. Молоты комплектуются широкой номенклатурой легко сменяемых рыхлительных, дробящих, сваебойных, трамбующих инструментов и запускаются в работу автоматически при опирании с определенным усилием рабочего инструмента на разрушаемый (забиваемый) объект.

Гидропневматические молоты развивают энергию удара 500...9000 Дж, имеют частоту ударов 3,5... 12 Гц. Давление зарядки газового аккумулятора 0,6... 1,2 МПа, рабочее давление в гидросистеме 10... 16 МПа.

В табл. 1 приведена техническая характеристика гидромолотов ОАО «Тверьтехоснастка».

Таблица 1. Техническая характеристика гидромолотов ОАО «Тверьтехоснастка»

Гидравлическую систему привода полноповоротных экскаваторов выполняют обычно двухпоточной, в которой рабочая жидкость от двух или трех аксиально-поршневых насосов (секции насоса) переменной производительности подается в две напорные линии.

Основные элементы и принцип работы двухпоточной системы гидропривода на примере типовой гидравлической схемы гусеничных экскаваторов четвертой размерной группы (рис. 11). Система включает двухсекционный аксиально-поршневой насос регулируемой производительности с приводом от дизеля через раздаточную коробку, распределительную и контрольно-предохранительную аппаратуру, исполнительные гидродвигатели и бак для рабочей жидкости. Последняя из гидробака 4 подается насосом к двум золотниковым распределительным блокам (гидрораспределителям) l и II.

Рис. 11. Типовая гидравлическая схема полноповоротных экскаваторов четвертой размер группы

Блок l управляет потоком жидкости, идущим от секции 2 насоса к гидромоторам 10 и 11 левой гусеничной тележки и вращения поворотной платформы, также к гидроцилиндрам 12 и 13 открывания днища ковша прямой лопаты вращения ковша грейфера. Блок ll направляет поток жидкости от секции 1 насоса к гидроцилиндрам 14 стрелы, рукояти прямой лопаты и погрузочного оборудования 15, рукояти обратной лопаты 16, ковша погрузчика 17, ковша обратной и прямой лопаты и замыкания ковша грейфера 18, к гидромотору 19 привода правой гусеничной тележки. При включении одного из золотников 6 или 7 рабочая жидкость от секции 3 подается в гидромотор 10 левой гусеничной тележки или гидромотор 11 привода вращения поворотной платформы. При включении золотников 7, 21 и 22 рабочая жидкость подается в гидроцилиндр рабочего оборудования. Одновременным включением золотников 7 и 22 при погрузчике и обратной лопате на поворот рукояти подается поток рабочей жидкости от обеих секций насоса (при не включенных остальных золотниках). Одновременным включением золотников 7 и 21 при прямой лопате поток рабочей жидкости от обеих секций 2 и 7 насоса подается на поворот ковша.

Золотник 20 включает гидромотор 19 правой тележки механизма передвижения. Золотники 20-23 при не включенных золотниках 5-7 подают на соответствующее движение поток рабочей жидкости от обеих секций насоса.

Объединение потоков обеспечивает возможность использования полной мощности насосов при выполнении основных рабочих операций, благодаря чему получают максимальные скорости движения штоки гидроцилиндров подъема стрелы, поворота рукояти и ковша. Давление в системе привода рабочего оборудования составляет 25 МПа. Распределительные блоки позволяют независимо совмещать подъем-опускание стрелы с вращением платформы и поворотом рукояти и ковша.

При нейтральном положении всех золотников рабочая жидкость проходит через гидрораспределители, охладитель, фильтры и сливается в гидробак.

Шестеренный насос 3 подает рабочую жидкость в гидроцилиндры управления тормозами передвижения 8 и вращения поворотной платформы 9 через краны управления. Шестеренный насос 24 служит для заполнения гидробака рабочей жидкостью или для ее подогрева в зимнее время. Рациональное использование насосной установки и совмещение рабочих операций позволяют сократить продолжительность рабочего цикла экскаватора и повысить его производительность.

Управление экскаватором сосредоточено в кабине машиниста и осуществляется двумя рукоятками рабочего оборудования, двумя педалями для управления поворотом платформы и двумя рычагами управления ходом.

Гидравлические одноковшовые полноповоротные экскаваторы в СНГ выпускают в настоящее время несколько экскаваторных заводов: ОАО «Тверской экскаватор» (г. Тверь), ОАО «Машиностроительная компания «КРАНЭКС» (п.г.т. Минеево, Ивановская обл.), экскаваторный завод «Ковровец» (г. Ковров), ОАО «ВЭКС» (г. Воронеж), ФГУП ПО «Уралвагонзавод» (г. Нижний Тагил), АО «АТЕК» (Украина), ОАО «Мотовилихинские заводы» (г. Пермь), машиностроительное предприятие «Святовит» (Республика Беларусь).

ОАО «Тверской экскаватор» выпускает полноповоротные гидравлические экскаваторы на пневмоколесном и гусеничном ходовых устройствах.

Пневмоколесные экскаваторы ЕК-12, ЕК-14, ЕК-18 на базе специальных пневмоколесных шасси и экскаватор ЕА-17 на базе трехосного автомобильного шасси Урал-5557 (6 х 6) выполнены по одной конструктивной схеме и максимально унифицированы по многим сборочным единицам шасси и оборудования на поворотной платформе.

Пневмоколесные экскаваторы применяют для выполнения землеройно-погрузочных работ небольшого объема на рассредоточенных объектах в промышленном, городском, сельском и дорожно-транспортном строительстве.

Пневмоколесный гидравлический экскаватор ЕК-12 многоцелевого назначения комплектуется рабочим оборудованием двух исполнений: с геометрически изменяемой и моноблочной стрелой. Оба вида стрел имеют гидроразводку под сменные виды рабочих органов и быстросъемные приспособления.

Стрела изменяемой геометрии (рис. 12) состоит из двух секций - основной, шарнирно прикрепляемой к поворотной платформе, и удлиняющей, соединяемой с основной секцией шарниром. На удлиняющую секцию стрелы навешивают сменные рабочие органы экскаватора. Удлиняющая секция изменяет свое положение относительно основной секции в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндра. Подъем-опускание стрелы осуществляется парой гидроцилиндров.

Рис. 12. Одноковшовый полноповоротный экскаватор ЕК-12 с изменяемой геометрией рабочего оборудования: 1 - опора-отвал; 2 - силовая установка; 3 - гидроцилиндр изменения геометрии стрелы; 4, 5 - основная и удлиняющая секции составной стрелы; 6, 8, 10 - гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 7- рукоять; 9 - ковш; 11 - пневмоколесное ходовое устройство

Изменяемая геометрия стрелы позволяет увеличить глубину копания, обеспечить прочность выполнения операций при зачистке ковшом дна траншей и котлованов, выполнять копание колодцев и узких траншей в стесненных условиях городской застройки, а также лучше вписываться в транспортный поток при движении экскаватора своим ходом по дорогам общего назначения.

Экскаватор ЕК-12 с рабочим оборудованием изменяемой геометрии широко используется в коммунальном хозяйстве при прокладке и ремонте инженерных сетей и коммуникаций различного назначения, при выполнении работ по благоустройству и в малоэтажном строительстве.

Рабочее оборудование изменяемой геометрии оснащается сменными рабочими органами: ковшами вместимостью 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,65 м³, планировочным ковшом; грейфером для копания колодцев, вставкой-удлинителем грейфера для копания глубоких колодцев, буром, рыхлителем, гидромолотом с энергией удара 1500 Дж, гидрозахватом, измельчителем бетона, гидроножницами, кусторезом, захватом бревен.

Ходовое устройство экскаватора ЕК-12 с изменяемой геометрией стрелы имеет оба ведущих моста (колесная формула 4 х 4) со спаренными колесами, механизм отключения балансирной подвески переднего моста, опорный кронштейн для грейфера, опору-отвал заднего расположения.

Сменные рабочие органы экскаватора ЕК-12 с моноблочной стрелой: ковш вместимостью 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8 м³, зачистной ковш, рукоять длиной 1,9; 2,2; 2,8 м, грейфер, гидромолот с энергией удара 1500 Дж, гидроножницы, бетонолом.

Ходовое устройство экскаватора ЕК-12 с моноблочной стрелой имеет спаренные колеса заднего моста и одинарные переднего, балансирную подвеску переднего моста без механизма отключения, аутригерную балку моста с выносными опорами, опору-отвал переднего расположения; колесная формула 4 х 4.

Пневмоколесные гидравлические экскаваторы ЕК-14 и ЕК-18 (рис. 13) конструктивно подобны, унифицированы, базируются на специальных двухосных пневмоколесных шасси (4 х 4) с обоими ведущими мостами и оборудованы моноблочными стрелами.

Рис. 13. Одноковшовый полноповоротный пневмоколесный экскаватор ЕК-18: 1 - силовая установка; 2 - поворотная платформа; 3 - кабина оператора; 4 - моноблочная стрела; 5, 7,10 - гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 6 - рукоять; 8 - ковш; 9 - опора-отвал; 11 – пневмоколесное ходовое устройство; 12 - выносная опора

Ходовое устройство экскаваторов оснащено опорой-отвалом переднего расположения и задней аутригерной балкой с двумя выносными гидроуправляемыми опорами. Основное рабочее оборудование гидроэкскаваторов - обратная лопата с ковшами различной вместимости; сменные рабочие органы - грейфер, рыхлитель, гидромолот МГ-300, гидроножницы.

Экскаватор ЕК-18-16 (погрузочная модификация экскаватора ЕК-18) применяется для погрузки-разгрузки сыпучих и несыпучих грузов и оснащается погрузочными грейферами и бревнозахватом с ротатором.

Пневмоколесный экскаватор ЕК-17 (5846) на базе автомобильного шасси Урал-5557 оснащен оборудованием обратная лопата с ковшом вместимостью 0,65 м³ и применяется для выполнения малообъемных земляных и погрузочных работ на рассредоточенных объектах, удаленных на значительные расстояния. Скорость движения машины составляет до 70 км/ч. Рабочее оборудование смонтировано на поворотной платформе и включает моноблочную стрелу, рукоять, ковш и гидроцилиндры управления. На поворотной платформе установлены: автономная силовая установка экскаваторного оборудования, механизм поворота платформы и кабина оператора. Рама шасси снабжена четырьмя выносными гидроуправляемыми опорами.

Гусеничные экскаваторы ЕТ-14, ЕТ-16, ЕТ-18 (рис. 14) и ЕТ-25 на базе специальных гусеничных шасси с двигателями тракторного типа выполнены по единой конструктивной схеме, максимально унифицированы и отличаются друг от друга эксплуатационной массой, габаритными размерами, мощностью силовых установок. Ходовое устройство экскаватора ЕТ-16 выполнено с уширенными гусеничными лентами для передвижения и работы машины на слабонесущих грунтах.

Рис. 14. Одноковшовый полноповоротный гусеничный экскаватор ЕТ-18: 1 - гусеничное ходовое устройство; 2 - противовес; 3 - силовая установка; 4 - поворотная платформа; 5 - кабина оператора; 6, 8, 10 - гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковша; 7 - стрела; 9 - рукоять; 11 – ковш

Гусеничные экскаваторы серии ЕТ предназначены для разработки фунтов I-IV категорий и предварительно разрыхленных мерзлых грунтов, а также для погрузочно-разгрузочных работ на рассредоточенных объектах промышленного, городского и сельского строительства. Основное рабочее оборудование экскаваторов - обратная лопата с моноблочной стрелой и ковшами различной вместимости, сменные рабочие органы: гидромолот МГ-300, погрузочные и копающие грейферы, рыхлитель, гидроножницы, бревнозахват, кусторез, фрезерная головка и т. п.

Рис. 15. Сменные рабочие органы экскаватора ОАО «Тверской экскаватор»: 1 - грейфер ГК-211; 2 - грейфер ГК-221; 3 - грейфер ГП-554; 4 - грейфер ГПС-555; 5 - гидроножници ИГ-811; 6 - гидроножницы ИГ-821; 7 - гидроножницы НГ-1622; 8 - гидромолот МГ-120; 9 – гидромолот МГ-300

Техническая характеристика экскаваторов ОАО «Тверской экскаватор» приведена в табл. 3, в табл. 2 - 5 приведены технические характеристик сменных рабочих органов этих же экскаваторов (рис. 15).

Таблица 2. Техническая характеристика одноковшовых гидравлических полноповоротных экскаваторов ОАО «Тверской экскаватор»

Таблица 3. Техническая характеристика грейферов ОАО «Тверской экскаватор»

Таблица 4. Техническая характеристика гидроножниц ОАО «Тверской экскаватор»

Таблица 5. Техническая характеристика гидромолотов ОАО «Тверской экскаватор»

ОАО «Машиностроительная компания «КРАНЭКС» серийно выпускает одноковшовые гусеничные универсальные гидравлические экскаваторы ЕК 220-06, ЕК 270-05, ЕК 300, ЕК 400-05, предназначенные для разработки грунтов I-lV категорий, а также предварительного разрыхления мерзлых грунтов и скальных пород.

Техническая характеристика экскаваторов «КРАНЭКС» приведена в табл. 6.

Таблица 6. Техническая характеристика одноковшовых полноповоротных экскаваторов «КРАНЭКС»

* При ширине гусеничной ленты 600 мм.

Экскаваторы серии ЕК выполнены по единой конструктивной схеме и максимально унифицированы. Гусеничное ходовое устройство экскаваторов - тракторного типа с дистанционным гидравлическим натяжением гусениц. Регулируемые гидромоторы привода хода обеспечивают бесступенчатое изменение скорости передвижения машин (0...4,4 км/ч) или две фиксированные скорости. Движение на малых скоростях можно совмещать с выполнением рабочих операций. Редуктор механизма передвижения аналогичен редуктору механизма поворота платформы.

Ходовое устройство экскаватора ЕК270-05 может оснащаться гусеничными лентами шириной 600 и 900 мм, а также гусеничными лентами шириной 1200 мм, которые обеспечивают экскаватору сравнительно низкое давление на грунт (28 кПа) и возможность работы на слабонесущих и заболоченных грунтах. Гусеничные ленты шириной 600 и 900 мм используются при работе на твердых грунтах.

Основное рабочее оборудование экскаваторов ЕК 270-05 (рис. 16) - обратная лопата с основным ковшом вместимостью 1,2 м³. Рабочее оборудование может комплектоваться тремя видами рукоятей длиной 2,4; 3,2; 4,2 м и сменными ковшами обратной лопаты - прямоугольными вместимостью 0,6... 1,2 м, планировочными (0,6 и 1,2 м³), профильными (1 и 1,35 м³); ковшом с откосниками (0,9 м³), и траншейным (0,3 м³) и погрузочным (2,3 м³) ковшами. На экскаваторы может быть установлено удлиненное рабочее оборудование (стрела длиной 9,6 м, рукоять 8,12 м) с радиусом копания 18,3 м и глубиной копания до 14,7 м.

Рис. 16. Одноковшовый полноповоротный гусеничный экскаватор ЕК-270: 1 - ковш; 2 - рукоять; 3, 4,6 - гидроцилиндры; 5 - стрела; 7 - кабина оператора; 8 - поворотная платформа; 9 - силовая установка; 10 - опорно-поворотное устройство; 11 - гусеничное ходовое устройство

Удлиненное оборудование применяется для поддержания в рабочем состоянии русел рек, выемок водоемов и каналов путем вычерпывания различных отложений и грязи и для обрезки водных растений. Для использования рабочего оборудования в режиме прямая лопата, ковш обратной лопаты устанавливают на рукоять с поворотом на 180° относительно вертикальной оси.

Кроме экскаваторного оборудования экскаваторы ЕК270-05 могут быть оснащены рыхлителями, грейфером, шнековым буром, гидромолотом. Замена сменных рабочих органов осуществляется машинистом в полевых условиях с помощью быстросъемного устройства.

У экскаватора ЕК 400-05 основное рабочее оборудование - обратная лопата вместимостью 1,9 м³, сменное оборудование - прямоугольные ковши вместимостью 0,6...1,5 м³, рыхлитель и гидромолот.

В табл. 7 приведена возможная комплектация рабочего оборудования экскаваторов «КРАНЭКС» с различными модификациями стрел и рукоятей в зависимости от плотности грунта.

Гидравлическая система экскаватора серии ЕК - двухпоточная, в которой рабочая жидкость от сдвоенного насоса регулируемой производительности поется в моноблочный гидрораспределитель, обеспечивающий ускоренное движение стрелы, рукояти или ковша.

Таблица 7. Комплектация рабочего оборудования с различными модификациями стрел и рукоятей в зависимости от плотности грунта для экскаваторов «КРАНЭКС»

Экскаваторы серии ЕК представляют собой пример тесной кооперации российского производителя и зарубежных предприятий-поставщиков оборудования и комплектующих.

Кабины экскаваторов оборудуются гидроопорами «Simrit», уменьшающими вибрацию и креслом «Grammer» (Германия) с эргономичным профилем и широким диапазоном регулировок. Органы и блоки управления с низким усилием на рычагах и педалях поставляются фирмой «Boch Rexroth» (Германия). Многофункциональный цветной монитор обеспечивает возможность выбора режимов работы и управления и позволяет произвести предпусковую диагностику систем экскаватора. С целью предотвращения работы оборудования экскаватора в аварийном режиме на мониторе установлена панель приборов, включающая в себя указатели температуры охлаждающей и рабочей жидкости, уровня топлива, давления масла в двигателе, а также индикаторы аварийной, предупредительной и информационной сигнализации, которые позволяют контролировать основные рабочие параметры двигателя, гидросистемы и электропитания бортовой сети. Антибликовая поверхность монитора обеспечивает хорошую распознаваемость индикаторов даже в дневное время, а группировка индикаторов по группам помогает оператору быстро ориентироваться в сложившейся ситуации. Кабины также оснащаются отопителем «Eberspecher» (Германия).

Для эффективного запуска двигателя при отрицательных температурах на экскаваторах устанавливается предпусковой подогревать «Webasto» (Германия).

Все экскаваторы оснащены полным комплектом импортного гидрооборудования: агрегатным насосом, гидрораспределителем, гидромоторами хода и поворота. Гидромоторы хода фирмы «Boch Rexroth» (Германия) и редукторы хода фирмы «Trasmital Bonfiglioli» (Италия) обеспечивают повышенную надежность экскаватора при передвижении, а также необходимое тяговое усилие при преодолении подъемов и при выполнении поворотов.

Все элементы металлоконструкций выполняются только из низколегированной стали, что обеспечивает их повышенную прочность и долговечность. Конструктивные элементы, испытывающие в процессе работы повышенные нагрузки, изготовляются из высокопрочной стали 10 ХСНД. Для производства ковшей используются стали «Weldox» и «Hardox» (Швеция), обладающие повышенной прочностью и износостойкостью.

Экскаваторный завод «Ковровец» выпускает гусеничные полноповоротные одноковшовые экскаваторы четвертой размерной группы ЭО-4225А, ЭО-4228 и их модификации, и пневмоколесный экскаватор ЭО-4328. Гусеничные экскаваторы «Ковровец» предназначены для разработки грунтов I-IV категорий предварительно разрыхленных мерзлых и скальных грунтов V и VI категорий с кусками крупностью 90...400 мм, а также для погрузки грунта и сыпучих мате риалов при температуре воздуха - 40... +40 °С.

Экскаваторы ЭО-4225Аи ЭО-4228 (рис. 17) выполнены по единой конструктивной схеме, максимально унифицированы и имеют традиционную компоновку оборудования на поворотной платформе.

Основное рабочее оборудование экскаваторов - обратная лопата с ковша ми вместимостью 0,6...1,42 м³; сменное оборудование - прямая лопата с универсальным ковшом, погрузочные ковши, многочелюстной грейфер, грейфер для копания колодцев; сменные рабочие органы - гидроножницы, гидромолот, рыхлитель.

Экскаватор ЭО-4225А с подъемной кабиной имеет модификации: ЭО-4225А-07, ЭО-4225А-06 (рис. 18) и предназначен для работы на складах, также для выполнения перегрузочных работ.

Экскаватор ЭО-4228 создан в результате дальнейшего совершенствования конструкции серийного базового экскаватора ЭО-4225А и отличается от него не только улучшенными технико-экономическими показателями и условиями технического обслуживания машин, повышенной надежностью и долговечностью рабочего оборудования, усовершенствованной гидроаппаратурой и т. п., но и своеобразным современным дизайном внешнего вида машины, более комфортными и безопасными условиями работы оператора.

Рис. 17. Одноковшовые полноповоротные гусеничные экскаваторы ЭО-4225А-07 (а) и ЭО-4228 (б): 1 - поворотная платформа; 2 - силовая установка; 3 - опорно-поворотное устройство; 4 - кабина машиниста; 5 - моноблочная стрела; 6, 8, 10 - гидроцилиндры рукояти, ковша и стрелы; 7 - рукоять; 9 - ковш; 11 - гусеничное ходовое устройство

Рис. 18. Экскаватор ЭО-4225А-06

Пневмоколесный экскаватор ЭО-4328 отличается от гусеничного экскаватора ЭО-4228 в основном ходовым устройством. Экскаватор ЭО-4328 применяется для разработки грунтов I-IV категорий, погрузки сыпучих материалов, предварительно разрыхленных скальных пород и мерзлых грунтов с кусками крупностью не более 200 мм, а также для планировочных работ на рассредоточенных объектах промышленного, городского и сельского строительства при температуре воздуха - 40...+40 °С. Экскаватор эффективно используется в стесненных условиях.

Ходовое устройство экскаватора ЭО-4328 состоит из ходовой рамы, двух управляемых ведущих мостов, привода мостов и системы управления мостами. В средней части ходовой рамы приварен зубчатый венец под поворотно-опорное устройство диаметром 1600 мм. На ходовой раме могут быть установлены две поперечные аутригерные балки с четырьмя откидными опорами или бульдозерный отвал и одна аутригерная балка с двумя откидными опорами. Передний мост крепится к ходовой раме балансирно, задний мост - жестко. Колесная формула 4x4x4 обеспечивает машине высокую маневренность и проходимость. Привод мостов осуществляется от регулируемого гидромотора через двухскоростную коробку передач и карданные валы. Для управления мостами и коробкой передач на поворотной платформе дополнительно установлены два блока электроуправляемых золотников. Гидросистема рулевого управления мостами обеспечивает поворот только передним мостом либо обоими мостами одновременно. Гидроцилиндры управления откидными опорами и бульдозерным отвалом снабжены гидрозамками для надежной фиксации исполнительных механизмов в заданном положении.

Техническая характеристика экскаваторов «Ковровец» приведена в табл. 8.

Таблица 8. Техническая характеристика одноковшовых полноповоротных экскаваторов «Ковровец»

Воронежский экскаваторный завод ОАО «ВЭКС» выпускает одноковшовые полноповоротные гидравлические экскаваторы двух размерных групп: пневмоколесный четвертой размерной группы ВЭКС 20К и гусеничные экскаваторы пятой размерной группы ВЭКС 30L и ЭО-5225.

Техническая характеристика экскаваторов ОАО «ВЭКС» приведена в табл. 9.

Пневмоколесный полноповоротный гидравлический экскаватор ВЭКС 20К четвертой размерной группы предназначен для разработки грунтов I-lV категории, погрузки сыпучих материалов, предварительно разрыхленных мерзлых грунтов и скальных пород с крупностью кусков не более 200 мм, а также для малообъемных планировочных работ. Экскаватор используется на рассредоточенных объектах промышленного, городского и сельского строительства при температуре воздуха - 40...+40 °С.

Таблица 9. Техническая характеристика одноковшовых полноповоротных гидравлических экскаваторов ОАО «ВЭКС»