I. Общие сведения
1.1.Краткий исторический обзор создания и развития экскаваторов
Официально идея создания землеройной машины принадлежит Леонардо да Винчи, он ещё в начале XVI века разработал схему прототипа современного экскаватора-драглайна. Известен набросок чертежа грейфера для землечерпалки, созданный да Винчи в 1500 году, позднее Леонардо принимал участие в прокладке каналов в Миланской долине при помощи своего изобретения. Но есть свидетельства того, что ранее, в 1420 году, в венецианском издании «Кодекс Джованни Фонтана» был опубликован текст с упоминанием землеройной машины, использовавшейся для углубления дна каналов и расширения морских гаваней.
Ещё некоторое время Италия, а именно Венеция, активно развивала экскаваторное дело — машины были необходимы для очистки венецианских каналов. Далее изобретение развивали во Франции и Америке.
Активное строительство железнодорожных полотен в 30-х годах XIX века и нехватка рабочих сподвигла американского механика Уильяма Смита Отиса в 1832—1836 годах изобрести первый одноковшовый экскаватор. Позднее появились многоковшовые экскаваторы, или абзетцеры, которые имели огромные размеры и передвигались по рельсам, выкапывая желобы породы. С ними работало множество специальных машин, среди которых заметен путепередвигатель, передвигавший многочисленные рельсы экскаватора.
В Советском Союзе с начала 1960 годов на добыче фосфоритов в Лопатинском руднике работало три абзетцера, два из которых немецкого производства (Bukau ES-400-20/8, TakrafErs 710). На данный момент все три машины не функционируют и проданы на утилизацию, в руднике работает лишь один маленький абзетцер (ЭШ-11/70), добывающий фосфориты в ограниченных количествах.
1.2. Классификация экскаваторов
По эксплуатационному предназначению существуют три основные группы экскаваторов:
– строительно-универсальные — с ковшами емкостью до 3 м3, предназначенные для
производства земляных работ;
– карьерные — с ковшами емкостью от 2 до 8 м3, предназначенные для работы в
карьерах на разработке рудных и угольных месторождений;
– вскрышные — с ковшами емкостью более 6 м3, предназначенные для разработки
верхних слоев пород (вскрыши).
Экскаваторы классифицируют:
По типу ходовой
Гусеничные экскаваторы
Шагающие
Пневмоколесные
Рельсовые
Плавающие
По принципу работы
Экскаваторы циклического действия (одноковшовый экскаватор (в направлении зуба ковша экскаватора), рабочее оборудование: драглайн, прямая лопата (см. рис 1.1), обратная лопата, грейфер)
Экскаваторы непрерывного действия (многоковшовый, роторный, фрезерный)
Вакуумные и вакуумно-всасывающие экскаваторы
По силовому оборудованию
Электрические
Бензиновые
Дизельные
Гидравлические
Комбинированные
По числу двигателей
Одномоторные
Многомоторные
По типу привода
Механические
Гидравлические
Гидромеханические
Электрические
Гусеничное ходовое оборудование обеспечивает высокую проходимость и хорошую устойчивость при работе экскаватора.
Поворотная платформа опирается через катки или специальное (шариковое или роликовое) опорно-поворотное устройство на раму ходового устройства. Платформа поворачивается в горизонтальной плоскости относительно ходовой части.
Угол поворота ходового оборудования в горизонтальной плоскости определяет возможность экскаватора быть полноповоротным или неполноповоротным (см. рис.1.2)
Рис. 1.1. Экскаватор с рабочим оборудованием прямая лопата
Поворотная часть полноповоротного экскаватора может вращаться вокруг своей оси на 360°.
У этих машин на поворотной платформе смонтированы все силовые агрегаты, пульт управления, рабочие механизмы и крепится рабочее оборудование.
Рабочее оборудование включает комплекс узлов экскаватора с рабочим органом (ковш, крюк, грейфер и др.). Грунт разрабатывают ковшом, после чего перемещают к месту разгрузки в отвал или в транспортное средство. В зависимости от вида сменного оборудования применяют жесткую или гибкую подвеску рабочего органа. Характер работы определяет рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн, кран или грейфер.
Рисунок 1.2. Схема работы прямой лопаты