19.09.2019

Одноковшовые экскаваторы: достоинства техники с гидравлическим приводом

Для выполнения различных земляных работ на стройплощадках и в процессе добычи полезных ископаемых применяется одноковшовая спецтехника.

статья

Для выполнения различных земляных работ на стройплощадках и в процессе добычи полезных ископаемых применяется одноковшовая спецтехника. Такие экскаваторы относятся к машинам периодического действия. Основным параметром при выборе техники считается емкость ковша в кубометрах. На него обращают больше всего внимания, потому что ковш – основной рабочий элемент экскаватора.

Существуют и многоковшовые экскаваторы, которые необходимы в специфических условиях, к примеру, для рытья больших каналов на стройках и при работе в карьерах. Благодаря существованию одно- и многоковшовой техники скорость добычи полезных ископаемых и выполнение ряда строительных работ увеличилась в 10 и более раз.

Все виды одноковшовых экскаваторов по ГОСТу 17343-83 обязаны иметь в маркировке модели 4 цифры, которые указывают на:

  • размерную группу техники (их 8);
  • вариант ходовой системы (гусеничный или колесный тип);
  • модификация подвески;
  • порядковый номер экскаватора.

Все варианты, произведенные до 1970-х годов, имели индексацию, где учитывалась номинальная вместительность ковша, номер (порядковый) модели и вариант ее модернизации. Буквы ЭО указывали, что экскаватор был одноковшовый.

Основные характеристики для одноковшовых моделей

К основным техническим параметрам любых типов одноковшовых экскаваторов относят:

  • предельная высота и глубина рытья грунта;
  • максимальный радиус выполнения работ;
  • предельная длина стрелы – допустимый параметр загрузки.

При проведении различных строительных работ чаще всего используют (покупают или арендуют) экскаваторы, оснащенных ковшом с объемом от 0,15 до 4 м³. На территории стран СНГ намного чаще применяются машины 4 или 5 группы, емкость ковшей которых варьируется в пределах от 0,65 до 1 кубометра. Ряд производителей поставляет на рынок спецтехнику с полной автоматизацией ряда рабочих опций (процессов).

При этом на любой агрегат можно установить вспомогательное навесное оборудование. К нему относят:

  • обратная или прямая лопата;
  • грейфер;
  • драглайн.

Такие приспособления позволяют не только рыть землю, но и разрабатывать, перемешивать, грузить и складировать грунт.

Помимо перечисленных приспособлений, на экскаваторы с одним ковшом нередко устанавливается сменное оборудование для автоматизации процессов. Например, для очистки дна выемок или дробления больших валунов. Существуют варианты навесного инструмента для уплотнения грунта на откосах или разрушения промерзлой почвы.

Особенности вспомогательного обвеса для экскаваторов

Среди разнообразия навесного оборудования высоким спросом пользуются приспособления для снятия слоев грунта, необходимого при выполнении очень точных работ по планировке или строительству. А также варианты для создания аккуратных траншей под инженерные системы, трубопровод или для подачи сыпучей продукции.

Для создания выемок по заданным параметрам применяют специальные профильные ковши.

Технология работы «стена в грунте» выполняется при помощи особого штангового оборудования. А для разрыхления промерзшей почвы или очень плотного грунта используют гидромолот или зуб-рыхлитель.

При погрузке и устранении объемных камней, кусков почвы с территории применяют захватно-клещевое навесное оборудование.

Проведение разработки грунта с применением одноковшового экскаватора выполняют только позиционно. Площадка, на которой ведутся работы с применением дополнительных самосвалов или без них, должна быть ограждена. По завершению работ спецтехнику перевозят на новое место при помощи специального автотранспорта.

Принцип работы спецтехники

Экскаватор ковшевой в процессе работы совершает целый цикл определенных операций. Все они выполняются в строго определенной последовательности:

  1. Резка почвы и наполнение ей ковша.
  2. Поднятия ковша с набранным грунтом.
  3. Поворачивание техники вокруг оси к месту ссыпания.
  4. Свал (разгрузка).
  5. Поворот обратно к точке сбора материала (рытья).
  6. Опускания ковша для повторения всех этапов работы.

При этом экскаваторы одноковшовые способны выполнять следующие задачи:

  • рыть котлованы, карьеры, кратеры;
  • создавать траншеи и выемки по заданным техническим параметрам (ТЗ);
  • грузить почку на самосвалы или сваливать в указанное место.

Параметры выемок, которые может создавать один экскаватор, зависят от технических характеристик техники.

При планировании проведения земляных работ строительные инженеры или проектировщики обязаны расположить экскаватор так, чтобы свести к минимуму угол поворота. Это влияет на скорость работы спецтехники. С учетом конструктивных и технических параметров машин именно на повороты уходит 70% времени работы.

Разновидности и классы землеройных машин

Для быстрого поиска нужной спецтехники создана классификация экскаваторов с одним ковшом. Она позволяет подобрать подходящую единицу техники для максимально эффективного выполнения конкретных поставленных задач.

Главными параметрами при выборе экскаватора считают:

  • тип одноковшовой техники;
  • емкость ковша в кубометрах;
  • предельный показатель длины стрелы;
  • радиус резания почвы.

При подборе дополнительного навесного оборудования стоит учитывать характер разрабатываемой ямы, траншеи или котлована, а также близость расположения грунтовых вод.

По статистике, одноковшовые модели с «прямой лопатой» используют на строительных объектах, где необходимо выбирать (снимать) грунт выше, чем расположена стоянка машины с загрузкой на грузовик.

Такую спецтехнику легко увидеть в карьерах при добыче песка или других ископаемых. А также на стройках, где требуется погрузка грунта или отрывки котлована. Но для таких целей машину располагают так, чтобы для нее и грузовых авто был пандус (съезд) с наклоном в 10-15%.

Прямая лопата – тип дополнительного оборудования в виде ковша с открытым верхом и режущим прямым краем. Его вместительность от 0,15 до 2,5 кубометров. Соединено устройство с рукоятью экскаватора при помощи шарнирного механизма. Конструктивно такая спецтехника может работать только на площади забоев выше уровня стоянки. Оптимальный порог – высота в 1,5 м, допустимые отклонения от этой цифры на 0,1-0,2 м.

Варианты экскаваторной техники «Драглайн»

Экскаваторы самоходные одноковшовые типа «драглайн» применяются там, где необходимо работать с почвой, расположенной ниже уровня стоянки техники. Они способны:

  • создавать глубокие котлованы и достаточно широкие траншеи;
  • возводить насыпи нужной высоты;
  • проводить работы с грунтом под водой.

Радиус действия «драглайна» - до 10 м. Глубина компания почти 12 м. Такая техника прекрасно подходит для зачистки откосов, планировки больших площадок. Благодаря особому виду рабочего оборудования одноковшовый экскаватор легко справляется с грунтовыми водами и повышенной влагой. Он способен работать как с мягким, так и с твердым грунтом.

Конструкция спецтехники предполагает наличие длинной стрелы кранового типа и специального ковша, расположенного на канатах.

Для повышения показателя эффективности строительной техники схему работ планируют с поперечно-челночной или продольно-челночной выработкой. Такие методы позволяют сокращать угол поворота и уменьшать высоту подъема ковша. А производительность при этом повышается в 2 раза.

Ковши у «драглайнов» варьируются в пределах 2,5 кубометров. При планировке работы на крупных строительных объектах, например, для возведения фундамента свайного типа, данный подвид экскаваторной техники подходит лучше всего.

Все работы, связанные с морским или речным дном, проводятся также с применением «драглайнов».

Особенности спецтехники с «обратной лопатой» или «грейфером»

При проведении узконаправленных работ, к примеру, рытье узкого и достаточно глубокого котлована или создание траншеи по заданным параметрам, применяют грейфер. С его помощью можно достаточно быстро вырыть даже колодец.

Грейфер – специальный ковш, который оборудован двумя и более лопастями, а также стрелочным приводом, смыкающим лопасти. Такие самоходные строительные экскаваторы применяются для создания выемок, имеющих вертикальные стенки. Благодаря особенностям конструкции применять грейфер можно при любом типе грунта. Объем ковша варьируется в пределах от 0,35 до 2,5 кубометров.

Обратная лопата необходима для создания траншей, глубина которых достигает 7 м, а также для обустройства котлованов с глубиной до 6 м. Производительность такой модификации конструкции меньше, чем у грейферов, но сама техника считается более универсальной и долговечной. Ширина забора грунта ограничивается только проходимостью самого экскаватора.

Внешне обратная лопата напоминает классический ковш с системой открытия снизу. Дополнительно он оснащен режущим передний краем. Соединение с рукоятью идет по шарнирному типу.

По ГОСТу, действующему в СНГ, прописано, что универсальные экскаваторные машины с полным приводом обязаны комплектоваться именно обратной лопатой.

Критерии выбора землеройной спецтехники

Повышение эффективности работ напрямую зависит от предварительного расчета выбора одноковшового экскаватора. Для таких просчетов используют следующие технические параметры техники:

  • предельная и допустимая нагрузка;
  • тип привода;
  • конструктивные особенности;
  • наличие дополнительной техники на стройке.

Для расчета конфигурации и выбора подходящего ковша землеройной машины учитывают силы, воздействующие на него:

  • подъем привода;
  • напор, поступающий через шарниры и тяги рукояти;
  • сопротивление грунта и его влияние на зубья;
  • сила тяжести.

Для получения данных о прочности ковша необходимо высчитать нагрузку на его стенки, которые специально делают ребристыми. Это повышает прочность конструкции.

Затем, проектировщики или строительные инженеры проводят расчет рукояти, где учитывают показатели основных напряжений в ней (изгибающие и скручивающие). Расчеты проводятся сразу по 2 положениям. Рукоять из одной балки принято считать за консольную балку в 1 и во 2 положении (балка заделана в ковше или находится в седловом подшипнике).

Дополнительно учитывается расчет стрелы на жесткость и показатель прочности ее основных сечений (возле пяты и напорного вала). Затем, учитывается боковая тяга и оси головных блоков.

Достоинства новых моделей

Эксплуатационная производительность современной землеройной спецтехники с гидравлическим приводом намного выше, чем другие варианты. Особенно если принимать во внимание универсальные типы с гусеницами и повышенной проходимостью. Их масса варьируется в пределах 10-50 тонн.

Внутренне устройство экскаваторной машины с одним ковшом на гидравлическом ходу дает ему следующие достоинства:

  • улучшенный показатель производительности в сравнении с канатным приводом;
  • сниженная удельная энергоемкость и материалоемкость машины;
  • повышенная универсальность благодаря большому ассортименту навесного оборудования (до 40 видов);
  • увеличенная мощность и большое количество автоматизированных процессов;
  • оптимальные достаточно комфортные условия для работы машиниста – производительность его труда также увеличивается;
  • более эстетичный внешний облик спецтехники;
  • увеличенные эксплуатационные показатели за счет больших гусеничных платформ с повышенной проходимостью по разному типу местности.

Производители создали даже специальный вид мини-экскаватора, которые необходимы для замены ручного труда при проведении ремонтных работ в городской черте. Например, прокладка инженерных сетей и коммуникаций.

Современные агрегаты, меняющие представление об экскаваторах

В 21 веке существует немало видов экскаваторной техники, различающейся между собой видом ковша, приводом, платформой (колесной или гусеничной базой), габаритами (классические и миниатюрные). Но главная задача любой спецтехники – заменить ручной труд при работе с грунтом. Именно благодаря экскаваторам в разы увеличить темпы строительства объектов любого типа, как жилого, так и промышленного, а также ускорить процесс добычи полезных природных ископаемых в открытых месторождениях.

Схема применения спецтехники прорабатывается для каждого типа стройки или места добыли. Это позволяет сократить потери рабочего времени и увеличить общую продуктивность.

На большую часть земельных работ уходит более 50% всех временных затрат в строительстве, а также при добыче полезных ископаемых открытым методом.

Важно! Перед заказом или арендой спецтехники, землеройной машины необходимо получить консультацию инженера или проектировщика. Он проведет расчет и поможет подобрать марку строительного экскаватора. Это необходимо даже при желании применять универсальную технику. Чем точнее расчеты, тем выше эффективность и ниже затраты, включая финансовые.