Паровой экскаватор — это большая паровая землеройная машина, предназначенная для подъема и перемещения материалов, таких как камень и грунт . Это самый ранний тип экскаватора . [ требуется ссылка ] Паровые экскаваторы играли важную роль в общественных работах в 19-м и начале 20-го века, играя ключевую роль в строительстве железных дорог и Панамского канала . Разработка более простых и дешевых дизельных , бензиновых и электрических экскаваторов привела к тому , что паровые экскаваторы вышли из моды в 1930-х годах.
Гримшоу из Boulton & Watt разработал первый паровой экскаватор в 1796 году. [1] В 1833 году Уильям Брантон запатентовал еще один паровой экскаватор, о котором он рассказал подробнее в 1836 году. [2] [3] Паровой экскаватор был изобретен Уильямом Отисом , который получил патент на свою конструкцию в 1839 году. Первые машины были известны как «частично-поворотные», поскольку стрела не могла вращаться на 360 градусов. Они были построены на железнодорожном шасси, на котором были установлены котел и двигатели движения . Рукоять лопаты и приводные двигатели были установлены на одном конце шасси, что объясняет ограниченный поворот. Были установлены тележки с ребордными колесами, а мощность передавалась на колеса с помощью цепного привода на оси. Временные рельсовые пути прокладывались рабочими там, где предполагалось работать лопатой, и переставлялись по мере необходимости.
Паровые экскаваторы стали более популярными во второй половине девятнадцатого века. Первоначально они были оснащены цепными лебедками , но появление стального троса в 1870-х годах позволило упростить оснастку лебедок.
Позднее машины стали оснащаться гусеничными лентами , что исключило необходимость в рельсах.
В 1884 году в Англии была разработана полноповоротная вращающаяся на 360° лопата , которая стала предпочтительным типом для этих машин.
Расширение железнодорожных сетей (в США и Великобритании) способствовало спросу на паровые экскаваторы. Большая протяженность железных дорог и соответствующий объем перемещаемого материала подтолкнули к технологическому скачку. В результате паровые экскаваторы стали обычным явлением.
Среди американских производителей были компания Marion Steam Shovel Company, основанная в 1884 году, Bucyrus Company и Erie Shovel Company, ныне принадлежащая Caterpillar.
В быстрорастущих городах Северной Америки для рытья фундаментов и подвалов первых небоскребов использовались лопаты .
Сто два паровых экскаватора работали на десятилетнем рытье Панамского канала через Панамский перешеек . Из них семьдесят семь были построены Bucyrus; [4] остальные были экскаваторами Marion. Эти машины «сдвинули горы» в своих трудах. Бригады экскаваторов соревновались, кто сможет переместить больше земли. [5]
Паровые экскаваторы помогали в горнодобывающих работах: железные рудники Миннесоты, медные рудники Чили и Монтаны, россыпные рудники Клондайка — все они имели землеройное оборудование. С появлением открытых карьеров — сначала в каньоне Бингем , штат Юта — экскаваторы стали популярными. Лопаты убирали склоны холмов. В результате паровые экскаваторы использовались по всему миру от Австралии до России и угольных шахт в Китае. Лопаты использовались для строительства, дорожных и карьерных работ.
Паровые экскаваторы стали широко использоваться в 1920-х годах в программах строительства дорог в Северной Америке. В эту эпоху были построены тысячи миль государственных автомагистралей, а также фабрики и множество доков, портов, зданий и элеваторов.
В 1930-х годах паровые экскаваторы были вытеснены более простыми и дешевыми дизельными экскаваторами, которые были предшественниками тех, что используются сегодня. В это время карьеры были электрифицированы. Только после Второй мировой войны , с появлением надежных гидравлических шлангов высокого давления, более универсальные гидравлические экскаваторы взяли верх над канатными лебедками.
Многие паровые экскаваторы продолжали работать на железных дорогах развивающихся стран, пока их не вытеснили дизельные двигатели. Большинство из них с тех пор были списаны.
Большие многотонные карьерные экскаваторы по-прежнему используют канатно-подъемную конструкцию экскаватора. В 1950-х и 1960-х годах компания Marion Shovel построила огромные вскрышные экскаваторы для угольных операций на востоке США. Известными экскаваторами были Marion 360, Marion 5900 и самый большой экскаватор из когда-либо построенных, Marion 6360 The Captain — с ковшом объемом 180 кубических ярдов (140 м3 ) , — в то время как Bucyrus построил одного из самых известных монстров: Big Brutus , самого большого из существующих до сих пор. GEM of Egypt (GEM означает «Giant Excavating Machine», а Egypt относится к долине Египет в округе Белмонт , восточный Огайо, где он был впервые использован), который работал с 1967 по 1988 год, был сопоставимого размера. С тех пор он был демонтирован. [6] Хотя эти большие машины по-прежнему называют паровыми экскаваторами , их правильнее называть электрическими экскаваторами, поскольку они используют электричество для питания своих лебедок.
Паровой экскаватор состоит из:
Экскаватор имеет несколько отдельных операций: он может поднимать или выдвигать стрелу, выдвигать рукоять ковша с помощью стрелы или двигателя погрузчика, а также поднимать или опускать рукоять ковша. Некоторые экскаваторы могут вращать платформу, на которой установлена основная часть машины, на поворотной платформе над ее грузовиком, подобно современному экскаватору, в то время как другие, особенно с более длинными корпусами, имеют поворотную платформу у основания стрелы и вращают стрелу.
При копании на скальной поверхности оператор одновременно поднимает и выдвигает рукоять ковша, чтобы наполнить ковш материалом. Когда ковш заполнен, лопата поворачивается для загрузки железнодорожного вагона или грузовика. Стопорный штифт на откидной створке ковша освобождается, и груз падает. Оператор опускает рукоять ковша, горловина ковша автоматически закрывается, штифт автоматически блокируется, и процесс повторяется.
Паровые экскаваторы обычно имели команду из как минимум трех человек: инженера, пожарного и рабочего. Чтобы переместить экскаваторы, приходилось много возиться: перемещать рельсы и деревянные блоки; прикреплять кабели и блоки; закреплять цепи и стропы и так далее. На мягком грунте экскаваторы использовали деревянные маты, чтобы стабилизировать и выровнять землю. Ранние модели не были самоходными, вместо этого они использовали стрелу для маневрирования.
Североамериканские производители:
Европейские производители:
Большинство паровых экскаваторов были списаны, хотя несколько из них находятся в промышленных музеях и частных коллекциях.
Самый большой в мире целый паровой экскаватор — это машина Marion, датируемая 1906 или 1911 годом, расположенная в Ле-Рой, штат Нью-Йорк . Она была включена в Национальный реестр исторических мест в 2008 году. [7]
Эта машина, датируемая 1909 годом, — Ruston's назвал ее «краном-землекопом» [8] — является старейшей сохранившейся паровой землекопной машиной в мире. [9] Первоначально она использовалась на меловом карьере в Арлси , в Бедфордшире , Англия. После того, как карьер был закрыт, паровая землекопная машина была просто заброшена и «потеряна», поскольку карьер был затоплен водой. К середине 1970-х годов эта местность стала местным красивым местом, известным как Голубая лагуна (из-за химикатов из карьера, окрашивающих воду), и после длительных периодов засухи верхушка ржавой землекопной машины торчала из воды. Эксперт Ruston & Hornsby Рэй Хули услышал о ее существовании и организовал сложную задачу по ее спасению из заполненной водой ямы. [10] Хули организовал ее полное восстановление до рабочего состояния учениками на заводе Ruston-Bucyrus . Впоследствии он перешел в распоряжение Музея жизни Линкольншира . [11] Музей не смог в полной мере использовать машину, и, поскольку она не хранилась под навесом, ее состояние ухудшилось. В 2011 году Рэй Хули подарил машину Фонду старинных экскаваторов в Музее карьера и горного дела Трелкелда в Камбрии. Она была перемещена в карьер в 2011 году, [9] и (по состоянию на 2013 год) полная реставрация снова ведется. [12]
Двадцать пять паровых экскаваторов Bucyrus Model 50-B были отправлены на Панамский канал для строительства мостов, дорог и дренажных систем, а также для удаления огромного количества грунта и камней, вынутых из русла канала. Все экскаваторы, кроме одного, были утилизированы в Панаме. Уцелевший был отправлен обратно в Калифорнию, а затем доставлен в Денвер. В начале 1950-х годов он был перевезен в Роллинсвилл Рой и Расселом Дюраном, которые работали на нем на месторождении Lump Gulch Placer, в шести милях к югу от Недерленда, штат Колорадо , до 1978 года. Этот паровой экскаватор является одним из двух (другой на Western Minnesota Steam Thresher's Reunion в Роллаге, штат Миннесота) оставшихся в рабочем состоянии Bucyrus Model 50-B, [13] и хранится в Музее горного дела Недерленда. Компания Roots of Motive Power в Уиллитсе, штат Калифорния, также приобрела 50-B и запускает его для публики один раз в год на своем фестивале Steam в начале сентября.
Две брошенные лопаты лежат в Саморе, Калифорния , к северу от Сакраменто, рядом с трассой I 5.
