Навесное оборудование одноковшового экскаватора

Базовая машина одноковшового экскаватора обеспечивает функционирование различного рабочего оборудования. Последнее может выполняться сменным. Рабочее оборудование для копания грунта считается основным, а для выполнения других операций дополнительным.

Прямая лопата есть основное рабочее оборудование для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора. Ковш прямой лопаты крепится на рукояти. Рукоять, в свою очередь, шарнирно крепится на стреле. Стрела шарнирно крепится на поворотной платформе машины.

У гидравлических экскаваторов ковш на рукояти крепится подвижно, и разгрузка ковша обеспечивается его опрокидыванием с помощью гидроцилиндра. У механических экскаваторов положение ковша относительно рукояти в процессе работы не меняется, и разгрузка ковша выполняется при открывании его днища.

Копание грунта осуществляется в направлении от экскаватора. Прямая лопата обеспечивает наибольшее усилие копания и наибольшую производительность за счет минимального количества операций в одном цикле копания. Применяется для добычи полезных ископаемых и погрузочных работ.

Рабочий цикл экскаватора с прямой лопатой состоит из следующих операций. Загрузка ковша выполняется поворотом рукояти относительно стрелы. Положение ковша относительно рукояти и стрелы относительно машины остается неизменным. По окончании загрузки ковша выполняется поворот платформы с рабочим оборудованием экскаватора.

Ковш перемещается к месту разгрузки. Его положение относительно поворотной платформы машины не изменяется. Перед разгрузкой ковша выполняется подъем стрелы экскаватора для увеличения погрузочной высоты. Разгрузка ковша на гидравлических экскаваторах осуществляется поворотом ковша относительно рукояти. На механических экскаваторах выполняется открывание днища ковша.

Обратная лопата есть основное рабочее оборудование для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора. Применяется при копании котлованов, траншей, при планировании откосов и отсыпке насыпей. Может применяться для погрузочных работ. При работе обратной лопатой грунт копают в направлении к экскаватору. Гидравлические экскаваторы с обратной лопатой могут разрабатывать грунт и выше уровня своей стоянки, правда, с меньшей эффективностью, чем прямая лопата.

В зависимости от типа применяемых приводов рабочий цикл обратной лопаты бывает различным. Для гидравлических экскаваторов с независимым приводом стрелы, ковша и рукояти заглубление стрелы в котлован осуществляется с одновременным позиционированием рукояти, загрузка ковша осуществляется его поворотом относительно рукояти. Далее производятся выглубление стрелы с одновременным разворотом рукояти и поворотом ковша для предотвращения высыпания грунта, поворот платформы с рабочим оборудованием и разгрузка ковша его поворотом относительно рукояти.

Для механических экскаваторов с двухканатным приводом рукояти, зависимым положением стрелы и фиксированным положением ковша заглубление стрелы и рукояти в котлован выполняется растормаживанием подъемного каната, загрузка ковша поворотом рукояти относительно стрелы в направлении экскаватора выполняется натяжением тягового каната при расторможенном подъемном канате, выглубление стрелы и рукояти из котлована выполняется натяжением подъемного каната при натянутом и заторможенном тяговом канате. После этого выполняется поворот платформы с рабочим оборудованием. Разгрузка ковша поворотом рукояти относительно стрелы в направлении от экскаватора выполняется натяжением подъемного каната при одновременном разматывании тягового каната.

Обратная лопата является наиболее универсальным рабочим оборудованием. Обеспечивает высокую точность позиционирования ковша как относительно грунта, так и относительно транспортного средства, в которое производится погрузка грунта. Ряд моделей экскаваторов, например UDS-114 производства Чехии, оснащается устройством переворота ковша, ротатором, позволяющим оперативно переходить из режима прямой лопаты в режим обратной лопаты.

Планировщик откосов есть разновидность обратной лопаты, предназначенной для планирования откосов в дорожном, мелиоративном и ландшафтном строительстве. Планировщик откосов обеспечивает перемещение режущей кромки ковша относительно грунта по прямой, направленной под заданным углом к горизонту. Для этого на гидравлический экскаватор устанавливается автоматизированная система управления, гидравлическая или электронная, обеспечивающая согласованное движение стрелы, рукояти и ковша. В качестве планировщика откосов нашли применение экскаваторы с телескопической стрелой.

Струг также используется для планировочных работ. Устанавливается на механические экскаваторы. Представляет собой стрелу, по которой канатом перемещается тележка с закрепленным на ней ковшом. Угол планирования определяется углом наклона стрелы. Направление копания стругом можно изменять перестановкой ковша относительно тележки.
Драглайн есть одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Длина стрелы достигает 100 метров, вместимость ковша 80 кубометров. Оборудуется, как правило, шагающим ходом. Применяется на карьерах, в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

Гибкая подвеска ковша и легкая решетчатая стрела драглайна обеспечивает наибольший радиус, наибольшую глубину копания, а также наибольшую высоту выгрузки по сравнению с другими видами рабочего оборудования экскаваторов. Кроме того, драглайны обладают высокой производительностью.

Однако гибкая подвеска ковша не обеспечивает достаточной точности копания и выгрузки. Перемещение грунта в транспортные средства драглайнами затруднительно. Поэтому выгрузка грунта или полезных ископаемых производится в отвал, откуда перегружается в транспортные средства другими типами экскаваторов или погрузчиками.
Ковш драглайна подвешивается на цепях к подъемному и тяговому канатам. С помощью подъемного каната осуществляется вертикальное перемещение ковша. С помощью тягового каната осуществляется подтягивание ковша к машине. При этом происходит подрезка грунта и наполнение ковша.

При одновременном натяжении тягового и подъемного канатов увеличивается расстояние между соединительным звеном и опрокидным блоком, что вызывает натяжение разгрузочного каната и, соответственно, подъем передней части ковша. В таком положении ковш, наполненный грунтом, поднимают из забоя и переносят за счет поворота платформы экскаватора к месту разгрузки. Для разгрузки ковша тяговый канат ослабляют. При этом ослабляется и разгрузочный канат. В результате ковш опрокидывается и грунт высыпается из него.

Драглайн способен обеспечить высокое усилие копания при условии, что в начале хода ковш заглубится в грунт. Поэтому при работе на твердых грунтах в зоне заглубления ковша грунт разрыхляют, например, клиновым рыхлителем, входящим в комплект некоторых драглайнов, или взрывами.

В прошлом драглайны имели широкое распространение во всех классах и размерных группах строительных одноковшовых экскаваторов. В настоящее время ввиду широкого распространения гидравлических экскаваторов драглайны представлены только в тяжелом классе строительных экскаваторов.

Грейфер есть разновидность грузозахвата для сыпучих грузов, часть оборудования экскаватора или крана для разработки узких глубоких котлованов, выполнения погрузочно-разгрузочных работ. Использование грейферов позволяет полностью исключить ручной труд, благодаря простоте управления и расположению органов управления грейфером непосредственно в кабине. Выбор грейфера зависит от типа материала для погрузки. При погрузочно-разгрузочных работах с кусковыми и сыпучими материалами применяется многочелюстные грейферы, которые бывают открытого, полузакрытого и закрытого типа.

У механических экскаваторов грейфер подвешивается на канатах, у гидравлических закрепляется на рукояти вместо ковша и имеет гидравлический привод челюстей. Грейфер может закрепляться и на напорной штанге, представляющей собой телескопическую стрелу, что обеспечивает его заглубление в котлован на 6 метров и более.

Рыхлитель есть сменное рабочее оборудование, предназначенное для рыхления твердого, в частности, мерзлого грунта, разрушения строительных конструкций, асфальтобетонного покрытия. Рыхлитель для механических экскаваторов представляет собой монолитный стальной груз, нижняя часть которого выполнена клинообразной или пикообразной. Подвешивается на канате.

При работе рыхлитель поднимается за счет натяжения каната на высоту 3-6 метров и свободно падает на грунт при расторможенном канате. Масса клинового рыхлителя в зависимости от размерной группы экскаватора составляет 0,5-6 тонн. На гидравлических экскаваторах устанавливается молот-рыхлитель с гидравлическим приводом. Принцип его действия аналогичен отбойному молотку. В качестве рыхлителя может применяться дизель-молот, монтируемый на стреле экскаватора.

Одноковшовые экскаваторы могут использоваться для корчевания пней. На гидравлических экскаваторах для этой цели вместо ковша устанавливается челюстный захват. Для корчевания захват подводят к пню, разводят челюсти, заглубляют их в грунт, под корневую систему пня. Далее сводят челюсти захвата и подъемом стрелы выдергивают пень. Всем этим процессом управляет один машинист.

При корчевании пней механическими экскаваторами к тяговому и подъемному канатам прицепляется специальный якорь. Машинист экскаватора подводит якорь к пню, а помощник вручную заглубляет лапу якоря под корень пня. После этого осуществляется натяжение тягового каната при ослабленном подъемном, при этом якорь зацепляется за пень. Одновременным натяжением двух канатов происходит вырывание пня.

В связи с тем, что базовая машина экскаватора и подъемного крана имеет сходную конструкцию, ряд моделей экскаваторов может комплектоваться крановым оборудованием. Так как скорость вертикального перемещения груза у крана должна быть в несколько раз меньше, чем скорость подъема ковша экскаватора, подъемный канат запасовывают через полиспаст.

Манипулятор представляет собой захват, монтируемый вместо ковша, используемый при монтажных и демонтажных работах. В настоящее время ряд фирм в России и за рубежом выпускает специальные машины-манипуляторы на базе одноковшовых экскаваторов. Такие машины имеют больший, чем у экскаваторов, вылет стрелы и более сложную гидравлическую систему, обеспечивающую позиционирование захвата в трех плоскостях.

Георгий МОЛОДОВ