Экскаваторы — это тяжёлое строительное оборудование, состоящее в основном из стрелы , ковша (или рукояти), ковша и кабины на вращающейся платформе, известной как «дом» [1], — хотя в самой большой из когда-либо существовавших моделей, экскаваторе-драглайне , ковш был заменён тросом и лебедкой .
Современный экскаваторный дом располагается на шасси с гусеницами или колесами , являясь эволюцией парового экскаватора (который сам по себе превратился в механический экскаватор , когда пар был заменен дизельным и электрическим двигателем). Все движения, связанные с выемкой грунта, и функции гидравлического экскаватора выполняются с помощью гидравлической жидкости , с гидравлическими цилиндрами и гидравлическими двигателями , [2] которые заменили лебедки, цепи и стальные канаты . [3] Другим принципиальным изменением стало направление копающего действия, при этом современные экскаваторы тянут свои ковши к себе, как драглайн, а не отталкивают их, чтобы заполнить их, как это делали первые механические экскаваторы.
Экскаваторы также называют диггерами, совками, механическими лопатами или 360-градусными экскаваторами (иногда сокращают просто до «360»). Гусеничные экскаваторы иногда называют «trackhoes» по аналогии с обратной лопатой . [4] В Великобритании колесные экскаваторы иногда называют «резиновыми утками». [5]
Экскаваторы используются во многих целях:
Современные гидравлические экскаваторы выпускаются в самых разных размерах. Меньшие из них называются мини- или компактными экскаваторами . [7] Например, самый маленький мини-экскаватор Caterpillar весит 2060 фунтов (930 кг) и имеет 13 л. с .; [8] их самая большая модель — это самый большой экскаватор из имеющихся (разработанный и производимый компанией Orenstein & Koppel, Германия, до поглощения в 2011 году компанией Caterpillar, названный »RH400«), CAT 6090, который весит более 2 160 510 фунтов (979 990 кг), имеет 4500 л. с. и ковш объемом 52,0 м 3 .
Гидравлические экскаваторы обычно соединяют мощность двигателя с (обычно) тремя гидравлическими насосами, а не с механическими трансмиссиями . Два основных насоса подают масло под высоким давлением (до 5000 фунтов на квадратный дюйм , 345 бар) для стрел , поворотного двигателя, гусеничных двигателей и принадлежностей, в то время как третий насос представляет собой насос более низкого давления (≈700 фунтов на квадратный дюйм , 48 бар) для пилотного управления золотниковыми клапанами ; этот третий контур позволяет снизить физические усилия при работе с органами управления. Как правило, 3 насоса, используемые в экскаваторах, состоят из 2 поршневых насосов переменного рабочего объема и шестеренчатого насоса. Расположение насосов в блоке экскаватора меняется в зависимости от разных производителей, использующих разные форматы.
Три основные секции экскаватора — это ходовая часть , дом и стрела. Стрела, передняя часть, которая крепится к самой кабине и удерживает стрелу, также используется. Ходовая часть включает гусеницы, раму гусеницы и конечные передачи, которые имеют гидравлический двигатель и передачу, обеспечивающую привод отдельных гусениц. Ходовая часть также может иметь отвал, похожий на отвал бульдозера. Дом включает кабину оператора, противовес , двигатель, топливные и гидравлические масляные баки. Дом крепится к ходовой части с помощью центрального штифта. Масло высокого давления подается в гидравлические двигатели гусениц через гидравлический шарнир на оси штифта, что позволяет машине беспрепятственно поворачиваться на 360° и, таким образом, обеспечивает движение влево и вправо. [9] Рука обеспечивает движения вверх-вниз и ближе-дальше (или копание). Руки обычно состоят из стрелы, рукояти и ковша с тремя сочленениями между ними и домом.
Стрела крепится к дому и обеспечивает движение вверх-вниз. Она может иметь одну из нескольких различных конфигураций:
К концу стрелы прикреплена рукоять (или ковш). Рукоять обеспечивает копательное движение, необходимое для протягивания ковша сквозь землю. Длина рукояти необязательна в зависимости от того, требуется ли вылет (длинная рукоять) или сила отрыва (короткая рукоять). Наиболее распространенной является монорукоять, но есть также, например, телескопические рукояти.
На конце рукояти обычно находится ковш . Широкий, большой емкости (грязевой) ковш с прямой режущей кромкой используется для очистки и выравнивания или там, где выкапываемый материал мягкий, и зубья не требуются. Ковш общего назначения (GP) обычно меньше, прочнее и имеет закаленные боковые резцы и зубья, используемые для прорывания твердого грунта и камней. Ковши имеют множество форм и размеров для различных применений. Существует также много других навесных приспособлений, которые можно прикрепить к экскаватору для бурения, рыхления, дробления, резки, подъема и т. д. Навесные приспособления можно прикрепить с помощью штифтов, аналогичных другим частям стрелы, или с помощью некоторых видов быстроразъемных соединений . Экскаваторы в Скандинавии часто оснащены наклонно-поворотным устройством , которое позволяет навесному оборудованию вращаться на 360 градусов и наклоняться на +/- 45 градусов, чтобы повысить гибкость и точность экскаватора.
До 1990-х годов все экскаваторы имели длинный или обычный противовес, который свисал с задней части машины, чтобы обеспечить большее усилие копания и грузоподъемность. Это стало помехой при работе в ограниченном пространстве. В 1993 году Yanmar выпустила первый в мире экскаватор Zero Tail Swing [10] , который позволяет противовесу оставаться внутри ширины гусениц при повороте, что делает его более безопасным и удобным для пользователя при использовании в ограниченном пространстве. Этот тип машин в настоящее время широко используется во всем мире.
В экскаваторах для управления стрелой и ковшом используются два основных типа конфигурации управления, каждый из которых распределяет четыре основные функции копания по двум джойстикам xy. Это позволяет опытному оператору управлять всеми четырьмя функциями одновременно. Наиболее популярной конфигурацией в США является конфигурация управления SAE , в то время как в других частях мира более распространена конфигурация управления ISO. Некоторые производители, такие как Takeuchi, имеют переключатели, которые позволяют оператору выбирать, какую конфигурацию управления использовать.
Гидравлические экскаваторы теперь выполняют задачи, выходящие далеко за рамки ковшовой выемки грунта . С появлением гидравлического навесного оборудования, такого как отбойный молоток , резак, грейфер или шнек , дробилка и просеивающие ковши [11], экскаватор часто используется во многих других областях, помимо выемки грунта. Многие экскаваторы оснащены быстроразъемным соединением для упрощения монтажа навесного оборудования, что повышает эффективность использования машины на рабочей площадке. Экскаваторы обычно используются вместе с погрузчиками и бульдозерами . Большинство колесных, компактных и некоторые экскаваторы среднего размера (от 11 до 18 тонн) имеют отвал для засыпки (или бульдозерный отвал). Это горизонтальный отвал, похожий на бульдозер , прикрепленный к ходовой части и используемый для выравнивания и заталкивания извлеченного материала обратно в яму.
По состоянию на июль 2021 года текущие производители экскаваторов включают:
Япония
Корея
Китай
Франция
Соединенные Штаты
Дания
Швеция
Великобритания
Индия
Германия
Россия
.svg/1280px-Flag_of_Switzerland_(Pantone).svg.png){kind=small}
Швейцария-Германия
Иран
Алжир
Италия-США-Нидерланды
Индонезия
Турция
Медиа, связанные с экскаваторами на Wikimedia Commons
