Виды и особенности шагающих экскаваторов

Среди различных видов спецтехники к особой категории сверхтяжелых машин относятся шагающие экскаваторы. Они используются в горнодобывающей промышленности, металлургическом производстве, сооружении гидротехнических объектов, ирригационных каналов и других различных землеустроительных работах, требующих больших объемов выемки и перегрузке грунта.

Шагающие экскаваторы

При помощи шагающих экскаваторов выполняются вскрышные работы по разработке открытым способом различных видов полезных ископаемых и выемке грунтов с выгрузкой их на специально подготовленные места (отвалы).

Основным преимуществом шаговых экскаваторов является достаточно низкое удельное давление, оказываемое ими на грунт при проведении работ. Это обеспечивается особой конструкцией несущего шасси с использованием специальной плиты в качестве опорного основания.

Особенности и виды

Свое название такие экскаваторы получили из-за особенного устройства конструкции их самоходного шасси, принципиально отличного от традиционных колесных и гусеничных движителей, обычно используемых на данном виде спецтехники. Такой движитель представляет собой специальную опорную плиту (основание), на которой закреплена поворотная платформа с экскаваторным оборудованием различного типа и две-четыре опорных лыжи (башмака), управляемых мощными гидроцилиндрами (зависит от конкретных моделей).

В неподвижном (рабочем) состоянии опорная плита опирается на грунт, обеспечивая устойчивое основание для машины. Для начала движения опорные лыжи поднимаются вверх, перемещаются вперед и упираются в грунт. При этом вес экскаватора переносится на них, в результате чего он вместе с опорной плитой приподымается над поверхностью земли, смещается вперед на определенное расстояние и опускается, снова упираясь опорной плитой в грунт. Таким образом, экскаватор как-бы делает один шаг. Затем весь цикл повторяется необходимое количество раз, обеспечивая поступательное движение машины вперед на требуемое расстояние.

К категории шагающих экскаваторов относятся два основных вида такой спецтехники:

• Одноковшовые экскаваторы с драглайновым оборудованием (драглайны).
• Роторные многоковшовые экскаваторы.
• Главное различие двух этих видов экскаваторов заключается в особенной конструкции рабочего экскаваторного оборудования и принципе их работы при выемке грунта.

Экскаваторы-драглайны

Драглайновое экскаваторное оборудование (от английского слова dragline – тянуть) включает в свой состав: ковш, стрелу и сложную систему тросов в виде полиспастов, приводимых в движение подъемной и тяговой лебедками с электроприводами. Ковш имеет гибкую подвеску на нескольких тросах: подъемном, тяговом и разгрузочном. Подъемный трос обеспечивает его вертикальное перемещение (поднимание и опускание), тяговый осуществляет подтягивание ковша к машине (для наполнения его грунтом), а разгрузочный служит для опрокидывания ковша (высыпания грунта на место выгрузки). Для поднимания и опускания стрелы служат отдельные тросовые механизмы.

Учитывая, что ковш драглайна врезается в грунт под собственным весом, для обеспечения эффективной работы экскаватора на твердом грунте или разрабатываемой породе осуществляют предварительное разрыхление зоны копания при помощи специальных клиновых рыхлителей или посредством буровзрывных работ.

Роторные

Роторное экскаваторное оборудование состоит из:

• выдвижной или невыдвижной роторной стрелы, на конце которой установлено вращающееся роторное колесо с несколькими ковшами;
• отвальной стрелы с противовесом;
• поддерживающей мачты;
• транспортно-ленточного конвейера;
• контейнера для разгрузки, вместо которого может быть установлен грунтометатель.

Извлечение грунта или горной породы осуществляется при помощи ковшей, закрепленных на вращающемся роторном колесе, и выгружается на транспортно-ленточный конвейер, перемещающий его для выгрузки в контейнер или грунтометатель. Разгрузочный контейнер имеет свой собственный поворотный механизм, позволяющий ему разворачиваться по обе стороны ленточного конвейера. Выгрузка грунта может осуществляться также непосредственно в любой грузовой транспорт.

Разгрузка роторных ковшей осуществляется гравитационным или инерционным способом. В первом варианте разгрузка осуществляется за счет действия собственного веса загруженного в ковш грунта, который высыпается в зону выгрузки при переворачивании ковша во время вращения роторного колеса. При втором способе разгрузки грунт выбрасывается из ковша за счет действующих на него центробежных сил, поэтому роторное колесо в этом случае вращается намного чаще, чем при гравитационном способе.

Такой тип экскаваторов отличается особенно высокой производительностью за счет непрерывной выемки грунта, позволяя вырабатывать в течение одного часа работы до нескольких тысяч кубов породы.

Технические параметры

Данные экскаваторы относятся к классу сверхтяжелой спецтехники и характеризуются различными техническими параметрами, зависящими от их типа и особенностей конструкции.

Экскаваторы-драглайны характеризуются:

• длиной стрелы (от 40 до 130м);
• объемом ковша (от 4,0 до 100 куб.м);
• мах высотой выгрузки (от 20 до 60м);
• мах глубиной копания (от 38 до 56м);
• мах радиусом копания и выгрузки (от 38 до 125м).

Роторные экскаваторы характеризуются:

• размером диаметра ротора (от 5 до 18м);
• числом ковшей на роторе (от 12 до 20шт.);
• мах высотой копания (от 12 до 38м);
• мах глубиной выкапывания (от 0,5 до 45м).

Общими характеристиками для всех типов шагающих экскаваторов являются:

• мах скорость движения (до 450м/час);
• мах давление на поверхность грунта (от 0,85 до 2,1кгс/кв.см или от 87 до 210кПа);
• мах рабочий вес (от 840 до 15000т).

Основные производители

Свыше 80% используемых в нашей стране шагающих экскаваторов выпущено двумя основными производителями: Новокраматорским машзаводом (НКМЗ) и Уральским машинотракторным заводом (Уралмаш или УЗТМ).

НКМЗ

Производство первых моделей шагающих экскаваторов-драглайнов началось на предприятии с конца 40-х г. ХХ столетия, а к концу 50-х был налажен выпуск роторных экскаваторов.

Одной из самых популярных моделей, выпускаемых заводом в 70-80-е г., являлся экскаватор Эш 10-70, выгодно отличавшийся от своих аналогов наибольшей производительностью за счет увеличенного размера стрелы до 70 метров, вместимости ковша 10 кубометров, наиболее максимальной глубины копания до 35 метров и относительно небольшим рабочим весом 695 тонн. С середины 90-х г. вместо Эш 10-70 выпускается его модернизированная версия Эш 11-70 с увеличенным объемом ковша.

В настоящее время на НКМЗ производится 9 моделей экскаваторов-драглайнов, имеющих различную производительность и другие технические параметры.

Приведем их основные технические параметры:

Модельный ряд роторных экскаваторов, выпускаемых сегодня заводом, включает 8 моделей:

Отличительными особенностями производимой НКМЗ спецтехники является наличие комфортабельной кабины для оператора, современных приборов управления и контроля, надежность и долговечность основных механизмов и узлов.

«Уралмашзавод»

Выпуск первых моделей шагающих экскаваторов-драглайнов начался на заводе с конца 40-х г. ХХ столетия. В настоящее время Уралмашем производится 13 моделей такой спецтехники, 6 из которых обеспечивают пониженное давление на грунт во время работы.

Приведем основные технические параметры некоторых моделей:

Данная спецтехника отличается хорошей маневренностью и повышенной проходимостью, простотой в обслуживании и ремонте, надежностью, эффективность и безопасностью во время эксплуатации.

На видео шагающий экскаватор в процессе работы: