1.3.3 По типу двигателя

1. Паровые экскаваторы — в качестве двигателя используется паровая машина. Были распространены в начале XX века (Рис 1.14). В настоящее время не выпускаются. Моментно-скоростные характеристики паровой машины и рабочего оборудования экскаватора хорошо согласовываются (паровая машина может развивать крутящий момент даже при заторможенном валу), что упрощает механические передачи.

Рис. 1.14. Работа парового экскаватора

2. Экскаваторы с двигателями внутреннего сгорания — наиболее распространённый тип. Экскаватор имеет собственный двигатель, чаще всего дизельный. Это обеспечивает автономность работы. Диапазон мощности двигателей, устанавливаемых на современные экскаваторы весьма широк (см. размерные группы).

3. Электрические экскаваторы — для привода рабочего оборудования используеются электрические двигатели, получающие энергию от внешней сети или от собственного дизель-электрического агрегата. Электрический привод с питанием от внешней сети применяется для карьерных экскаваторов. Такие экскаваторы экономичны и не загрязняют атмосферу карьера. Электрический привод с питанием от собственного дизель-электрического агрегата применяется в плавучих экскаваторах. Как и паровая машина, электрический двигатель развивает крутящий момент при заторможенном якоре, поэтому электрическому экскаватору не нужны сложные механические передачи. Экскаваторы, работающие во взрывоопасной среде (в шахтах) первичного двигателя не имеют. Их гидравлическое оборудование питается жидкостью высокого давления от внешней маслостанции.

Моментно-скоростные характеристики двигателя внутреннего сгорания и рабочего оборудования экскаватора несогласованы. В частности, двигатель внутреннего сгорания не может развивать крутящий момент при заторможенном коленчатом валу. Это требует применения на механических экскаваторах согласующих передач (муфт сцепления, редукторов, гидротрансформаторов). У гидравлических экскаваторов согласование обеспечивается гидравлическими передачами.

По типу механических передач (приводов рабочего оборудования)

1. С групповым механическим канатным приводом (механические)

Тяговое усилие к рабочим органам передается через канаты (или цепи), движимых лебедками (Рис 1.15). Привод осуществляется от двигателя посредством механических передач (цепных, червячных, фрикционных).

Рис. 1.15. Лебёдки механического экскаватора

Универсальный экскаватор с механическим приводом оснащается трех-барабанной лебедкой. Стреловой барабан лебедки применяется для привода (опускания и подъема) стрелы. Подъемный применяется для подъема ковша. Тяговый применяется для подтягивания ковша к экскаватору (при работе обратной лопатой, драглайном). При задействовании прямой лопаты, тяговый барабан связывается с механизмом напора рукояти.

Механический канатный привод широко применялся на экскаваторах в прошлом. В современных моделях его применение сокращается по следующим причинам:

• экскаваторы с механическим канатным приводом имеют сложную конструкцию и содержат большое число быстроизнашивающихся изделий (накладки фрикционов, ленты тормозов, канаты).

• канатный привод обеспечивает ограниченное число независимых перемещений элементов рабочего оборудования;

• канатный привод технически сложно сделать автоматизированным;

• канатный привод не обеспечивает полной фиксации элементов рабочего оборудования в заданном положении.

На современных моделях канатный механический привод применяется только для драглайна или грейфера.

2. С индивидуальным электрическим приводом лебедок (электромеханические).

Тяговое усилие передается посредством цепей, движимых лебедками. Привод осуществляется индивидуальным электрическим двигателем. Такой привод используется на тяжелых карьерных (среди них и шагающие) и промышленных экскаваторах

3. С гидравлическим приводом (Рис. 1.16) . В данном типе одноковшовых экскаваторов усилие создается гидродвигателями и гидроцилиндрами. Двигатель экскаватора приводит в движение гидравлический насос, который создает давление рабочей жидкости в напорной магистрали гидросистемы. Через систему гидраспределителей полости гидродвигателей соединяются со сливной или рабочей магистралями, что дает перемещение рабочего оборудования. В нейтральном положении — положение рабочего оборудования можно фиксировать. Для передвижения экскаватора при помощи буксира, предусмотрена функция перевода гидроцилиндра стрелы и гидромолота механизма поворота в нейтральный (плавающий) режим.

Рис. 1.16. Одноковшовый экскаватор с объёмным гидравлическим приводом