Строительные машины

(гидромолот, грейфер, рыхлитель и др.). Центральный коллектор фирм «Ala» (Италия) или «Haldex» (Германия) обеспечивает над¸жную передачу рабочей жидкости от гидрораспределителя с поворотной платформы к гидромотору хода.

Применяемые гидромоторы хода и поворота платформы фирм «Воsch Rexroth» или КYВ и «Kawasaki» (Япония) оснащены встроенными клапанами, снижающими динамические нагрузки и повышающими долговечность работы подсистем «ход» и «поворот». Гидроцилиндры фирмы «Hydrato» (Швеция) оснащены демпферами, снижающими динамические нагрузки на рабочее оборудование и увеличивающими его срок службы. При необходимости устанавливаются гидравличе- ские замки Воsch Rexroth, исключающие самопроизвольное опускание рабочего оборудования.

Система выбора рабочих режимов с помощью электроники позволяет устанавливать различные режимы работы: òÿæ¸ëûé, обеспечивающий максимальную мощность и производительность; специальный — оптимальное значение частоты вращения вала двигателя и подачи гидронасоса при работе с гидромолотом; пониженной производительности — повышенное усилие копания в сверхтяж¸лых условиях работы; стандартный — максимальную мощность при оптимальном потреблении топлива; ë¸ãêèé — точ- ное и плавное перемещение рабочего оборудования на л¸гких планировоч- ных работах; холостого хода, обеспечивающий работу двигателя без нагрузок для экономии топлива и снижения шума во время перерыва.

Просторная комфортабельная кабина герметизирована, имеет хорошую обзорность и высокую степень шумо-, тепло- и виброизоляции. Эргономичное кресло Grammer (Германия) с расположенными на подлокотниках джойстиками управления рабочими органами снижает утомляемость оператора. Левый подлокотник кресла при подъ¸ме вверх выполняет функцию рычага безопасности, отключающего гидропривод. Установленный в кабине мощный отопитель Eberspaecher (Германия) поддерживает оптимальную температуру. Распределение потоков подогретого воздуха предусматривает обогрев ст¸кол кабины, предотвращая их запотевание и замерзание. Точное и плавное выполнение всех рабочих операций, оптимизацию расхода топлива и снижения психофизической нагрузки на оператора обеспечивают блоки управления Воsch Rexroth, способствующие получению максимальной производительности, универсальности и комфортабельности. На блоках управления установлены

31

кнопки включения звукового сигнала и выбора рабочих режимов. Размещаемый в кабине переносной многофункциональный электронный пульт управления позволяет осуществлять предпусковую и текущую диагностику систем экскаватора, выбор требуемых режимов работы и управления гидросистемой и двигателем, информирует оператора о возникающих неисправностях, превышении предельно допустимых параметров.

Металлоконструкции экскаваторов (рабочего оборудования, поворотной платформы, гусеничной тележки) изготавливаются из низколегированных сталей повышенной прочности. Их геометрическая форма достигается применением современных технологических методов: раскрой заготовок плазменными установками; гибка профилей методом штамповки на прессах; сварка элементов металлоконструкций на сварочных полуавтоматах в среде аргона или углекислого газа. Эти прогрессивные технологии машиностроения обеспечивают низкую концентрацию внутренних напряжений, повышенные прочностные показатели, а ультразвуковой контроль — отсутствие внутренних дефектов и, следовательно, высокое и стабильное качество изделий. Для изготовления ковшей, опорных и поддерживающих катков и траков гусеничного хода используются высокопрочные и износостойкие стали.

Для выполнения перевалочных и погрузочно-разгрузочных работ, когда подъ¸м груза осуществляется грейфером или магнитной плитой, выпускаются экскаваторы — пневмокол¸сный ЕК-18-40 производства «ТВЭКС» и гусеничный ЭО-5225А-06 производства завода «Ковровец».

Эти экскаваторы удобны для работы на перевалочных объектах (портах, складах, лесоперевалочных базах) для перегрузки металлолома, труб, лесоматериалов и т. п. Они имеют радиус действия до 12 м, высоту выгрузки до 9,5 м, глубину захвата 4,2 м. Специальным механизмом с гидроцилиндром оператор из кабины за 15–20 с может плавно поднять кабину на 2 м от начального положения (на 3,5 м от уровня стоянки до пола кабины). Грузоподъ¸мность, включая массу грейфера, на максимальном радиусе действия (12 м) — до 3 т, а на радиусе действия 6,5 м — до 6 т. Эти экскаваторы могут комплектоваться рабочим оборудованием с гидравлическими ножницами и специальными захватами для разрушения строений средней этажности (до 15 м).

Универсальность, многофункциональность и высокая производительность одноковшовых полноповоротных экскаваторов достигается применением широкого спектра быстросменных рабочих органов, кото-

32

рые могут использоваться для копания и рыхления грунта, для разрушения и погрузки элементов конструкций сносимых объектов.

Отечественные полноповоротные гидравлические экскаваторы до недавних пор несколько уступали импортным аналогам по эргономиче- ским и экологическим показателям, однако к настоящему времени российские машины по удобству управления, комфорту в кабине, энергонасыщенности, над¸жности и другим показателям стали практически сопоставимы с зарубежными, а экологические и эргономические показатели — токсичность отработавших газов и вибрация — определяются моделью применяемого ДВС.

1.4. Пневмоколесные экскаваторы

Наиболее применяемыми машинами на землеройных и землерой- но-транспортных работах по своим техническим характеристикам (табл. 5) являются мобильные (способные с относительно высокой скоростью самостоятельно или на прицепе передвигаться на дорогах в транспортных потоках) и многофункциональные (из-за широкого спектра сменного рабочего оборудования) одноковшовые пневмоколесные гидравлические экскаваторы.

ОАО «Тверской экскаватор» (ТВЭКС) производит и поставляет потребителям пять моделей пневмоколесных экскаваторов серии ЕК эксплуатационной массой от 8,8 до 20,7 т и одну модель экскаватора на базе автомобиля Урал-5846. Пневмоколесные экскаваторы ЕК-8, ЕК-12, ЕК-14, ЕК-18, ЕК-18-40 конкурентоспособны (особенно по показателю цена — потребительские функции) и могут замещать на стройках импортные аналоги.

На этих машинах устанавливают (с учетом пожеланий заказчика) дизельные двигатели мощностью 59,5 (Д-243) и 77,2 кВт (Д-245) Минского моторного завода или мощностью 61 и 90,4 кВт фирмы «Perkins». Они соответствуют требованиям экологии по выхлопу отработавших газов и уровню генерации шума и вибрации, обеспечивают удовлетворительную транспортную скорость 20–25 км/ч, а за счет достаточно высокого давления в гидросистеме (28–32 МПа) и улучшенной геометрии стрел и рукоятей — повышенное усилие, увеличенные глубину и радиус копания.

Применение на экскаваторах энергосберегающей гидросистемы и насосных агрегатов с нуль-установителем и отсечкой давления уменьшает расход рабочей жидкости и улучшает топливную экономичность

33

двигателя до 33 % при режиме технологических пауз и повышает ресурс гидроагрегатов. Гидросистема обеспечивает энергией все исполнительные механизмы (гидромоторы, гидроцилиндры и др.) и все основные и дополнительные рабочие органы.

Гидросхема упрощена путем исключения некоторых элементов гидрораспределителей и рукавов высокого давления. Объединение в единый блок клапанов и создание тандема калорифер — водяной радиатор обеспечило оптимизацию гидропроводки, освободив дополнительное пространство для обслуживания силового и гидравлических агрегатов.

Быстрая и удобная замена изношенных режущих элементов рабочих органов достигается установкой сменных коронок зубьев.

В производстве пневмоколесных экскаваторов ТВЭКС сохранен высокий уровень унификации с ранее выпускавшимся экскаватором ЭО-3323А (до 40 % — поворотная платформа и 85–95 % — агрегаты шасси).

За счет конструктивных решений центр масс машин приближен к геометрическому центру, что снижает при движении собственым ходом продольные колебания (галопирование), а при копании — динами- ческие инерционные нагрузки на металлоконструкцию рабочего оборудования, опорно-поворотное устройство и шасси.

Эксплуатационная производительность этих машин значительно повышена благодаря улучшению управления (бортовой контроллер и система электронного управления двигателем с регистрацией данных и выводом их на жидкокристаллический дисплей); расширению количества видов быстросменного рабочего оборудования (например, ковшей вместимостью от 0,32 до 1 м3); оснащению унифицированной комфортабельной кабиной, соответствующей требованиям эргономики, с увели- ченной обзорностью.

Особенно следует выделить экскаватор ЕА-17 на шасси автомобиля «Урал-5846» с рабочим оборудованием, расположенным на поворотной платформе, максимально унифицированной с поворотной платформой экскаватора ЕК-12, и поэтому обладающий всеми его эксплуатационными качествами. Эта машина, созданная по специальному заказу, широко используется и в коммунальном хозяйстве.

Дополнительные отличительные особенности экскаватора ЕА-17 — большая транспортная скорость (до 65 км/ч); откидные аутригеры, закрепленные на накладной раме автомобиля; шарнирно сочлененное рабочее оборудование. Такой механизм складывания стрелы и рукояти позволяет

35

при переводе машины в транспортное положение укладывать ковш за кабину водителя, что улучшает обзорность и вписывает машину в дорожный габарит по высоте до 4 м. Благодаря этому машина очень быстро может перебазироваться собственным ходом и удобна для выполнения зем- леройно-панировочных работ на рассредоточенных объектах.

ПО «Уралвагонзавод» производит для рынка пневмоколесный экскаватор ЭО-33211 эксплуатационной массой 18–18,9 т.

Машина снабжена дизельным двигателем ЯМЗ-236М2, имеющим низкий показатель загрязнения окружающей среды. Мощность, развиваемая двигателем (110 кВт), сочетается с потребностью в подаче рабо- чей жидкости в гидросистему под давлением до 32 МПа. Это делает экскаватор скоростным (до 25 км/ч), высокопроходимым, маневренным, а с учетом улучшенной геометрии рабочего оборудования и наличия сменных ковшей вместимостью 0,4; 0,85 и 1,05 м3 обеспечивает повышенные усилия копания до 111 кН, радиус до 9,2 м, глубину копания до 5,9 м и многофункциональность. Достаточно простая кабина снабжена специальным сиденьем, оператору создан хороший обзор и доступность ко всем органам управления.

Производство машин на заводе сертифицировано по международному стандарту ISO 9001 и обеспечивает требуемый уровень качества.

1.5. Неполноповоротные гидравлические экскаваторы

Неполноповоротные экскаваторы (рис. 4) изготавливают в основном на базе серийных пневмоколесных тракторов небольшой мощности и фронтальных погрузчиков. Это мобильные малогабаритные землеройные машины с большим числом (до 25) сменных видов рабочего оборудования. Наиболее эффективно их используют в стесненных городских условиях, а также при небольших объемах рассредоточенных земляных работ.

Основным рабочим органом неполноповоротных экскаваторов обычно служит унифицированный ковш прямой è обратной лопат вместимостью 0,2…0,3 м3. Сменными являются узкий è специальный ковши для рытья узких траншей, погрузочные ковши вместимостью 0,2…0,6 м3, крановая подвеска грузоподъемностью 0,3…0,8 т, грейфер

вместимостью 0,2…0,3 м3, однозубый рыхлитель, гидравлический молот, грузовые вилы, буровое оборудование, захват для укладки бордюр-

36

Рис. 4. Неполноповоротный гидравлический экскаватор второй размерной группы: à — общий вид; á è â — схемы поворотных механизмов: 1 — бульдозерный отвал; 2 — гидроцилиндр; 3 — базовый трактор; 4 — поворотная колонна; 5, 6, 7 — гидроцилиндр; 8 — òÿãà; 9 — унифицированный ковш; 10 — рукоять; 11 — стрела; 12 — гидроцилиндр с гидрозамком; 13 — выносные опоры; 14 — звездочки; 15 — втулочно-роликовая цепь;

16 — гидроцилиндры; 17 — усиленная рама; 18 — гидроцилиндры

ных камней, оборудование — обратная лопата со смещенной осью копания для рытья траншей вблизи зданий и сооружений и т. п. Соответствующее рабочее оборудование устанавливается машинистом непосредственно на строительном объекте.

2-й размерной группы и монтируются на базе серийных пневмоколесных тракторов класса 1,4. Они представляют собой мобильные универсальные малогабаритные землеройные машины с экскаваторным, погрузочным

37

и бульдозерным оборудованием для выполнения земляных (в грунтах I–III категорий) и погрузочных работ небольших объемов на рассредото- ченных объектах. Наиболее эффективно такие экскаваторы применяются в стесненных условиях.

Основным рабочим органом неполноповоротных экскаваторов служит унифицированный ковш 9 (см. рис. 4) прямой и обратной лопат вместимостью 0,25 м3, входящий вместе со стрелой 11, рукоятью 10, тягами 8 и гидроцилиндрами 5–7 подъема стрелы, поворота рукояти и ковша в комплект экскаваторного оборудования машины. Это оборудование монтируется на поворотной колонне 4, установленной на усиленной раме 17 базового трактора 3. Поворот колонны с рабочим оборудованием вокруг вертикальной оси в плане на 180° обеспечивается: цепным поворотным механизмом, состоящим из двух попеременно работающих гидроцилиндров 16 (ñì. ðèñ. 4, á), втулочно-роликовой цепи 15 и звездочки 14, жестко закрепленной на валу поворотной колонны или двумя гидроцилиндрами 18 (ñì. ðèñ. 4, â), имеющими возможность поворачиваться относительно шарнира А, штоки которых шарнирно соединены с сектором Б поворотной колонны.

Устойчивость экскаватора при работе обеспечивается двумя выносными опорами 13, управляемыми гидроцилиндрами 12 с гидрозамками. Спереди трактора навешен неповоротный бульдозерный отвал 1, управляемый гидроцилиндром 2.

Максимальная техническая производительность неполноповоротных экскаваторов при разработке грунта до 60 м3/ч, максимальная продолжительность цикла прямой и обратной лопат 15–17 с.

Неполноповоротные экскаваторы также оснащаются: погрузочным ковшом 2 (рис. 5) вместимостью 0,5–0,63 м3 для легких зачистных работ, погрузки мусора, снега и других материалов низкой плотности; гидромолотом 3 и однозубым рыхлителем 6 для вскрытия асфальтобетонных покрытий и рыхления прочных и мерзлых грунтов; крановой подвеской грузоподъемностью 1,5 т для погрузки-разгрузки штучных грузов, укладки труб и установки столбов, обратной лопатой со смещенной осью копания для рытья траншей вблизи зданий и сооружений; профильным ковшом 4; специальным ковшом для рытья узких траншей под кабели; удлиненной рукоятью обратной лопаты для копания глубоких (до 4,5 м) траншей; вилочным захватом 5 для погрузки бревен, труб и других штучных материалов; буровым оборудованием для бурения шпуров;

38

Рис. 5. Схемы монтажа рабочих органов неполноповоротного экскаватора: 1 — унифицированный ковш обратной и прямой лопат; 2 — погрузочный ковш; 3 — гидромолот; 4 — профильный ковш; 5 — вилоч- ный захват; 6 — зуб-рыхлитель; 7 — грейфер

39

двухчелюстным грейфером 7 вместимостью 0,3–0,4 м3 для рытья колодцев, очистки траншей и каналов, погрузки сыпучих материалов; захватом для укладки бордюрных камней и т. п.

Смена рабочих органов производится машинистом непосредственно на строительном объекте (см. рис. 5).

Гидравлическая система неполноповоротных экскаваторов выполняется двухпоточной. Один из потоков (основной) служит для привода рабочего оборудования и обеспечивает изменение угла наклона стрелы, поворот рукоятки с ковшом относительно стрелы, поворот ковша относительно рукояти. Другой поток (вспомогательный) является частью базовой машины и предназначен для подъема и опускания стрелы, бульдозерного отвала, поворота рабочего оборудования в плане, выдвижения и вытягивания выносных опор. Потоки обслуживаются шестеренными или аксиально-поршневыми насосами с приводом до дизеля трактора че- рез редукторы. Рабочее давление в системе составляет до 15 МПа.

1.6. Экскаваторы-планировщики

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием (экскава- торы-планировщики) представляют собой полно- и неполноповоротные машины 3-й размерной группы с телескопической стрелой на пневмоколесном и гусеничном ходовом устройстве, основным рабочим движением которых является выдвижение и втягивание телескопической стрелы при копании, планировании и транспортировании грунта в ковше после экскавации. Эти машины разрабатывают грунты I–IV категории и характеризуются малой габаритной высотой, что позволяет эффективно использовать их в стесненных условиях городской застройки, в труднодоступных местах и закрытых помещениях, в частности для разработки грунта под мостами, на участках пересечения коммуникаций, для зачи- стки дна и вертикальных стенок траншей и котлованов; подсыпки и разравнивания грунта под полы, фундаменты и подпольные каналы; засыпки пазух фундаментов, траншей и котлованов; подачи материалов через проемы в стенах под низкое перекрытие и т. п.

Экскаваторы с телескопическим рабочим оборудованием широко применяют на рассредоточенных объектах малого объема как универсальные землеройные машины. Наиболее эффективно они используются при планировании наклонных поверхностей каналов, насыпей и выемок

40