Гусеничные экскаваторы: области применения, важные моменты выбора


Это направление получило широкое распространение в строительном машиностроении и, в частности, во внедрении в строительстве такого типа техники как мобильный гусеничный экскаватор взамен сложных и трудоемких в эксплуатации паровых экскаваторов на железнодорожном ходу. Однако, первая мировая война и последующий экономический кризис в большинстве стран вызвали резкое замедление темпов создания новой техники.

В СССР (России) экскаваторостроение как отрасль машиностроения возникло в первой половине 30-х годов и в предвоенные годы на пяти заводах было выпущено 2086 одноковшовых экскаваторов в основном на гусеничных ходовых устройствах. Во время Отечественной войны производство экскаваторов практически прекратилось. Колоссальные задачи быстрого послевоенного восстановления и развития народного хозяйства страны потребовали оснащения промышленности современными строительными машинами. Организация в 1946 году ВНИИ-стройдормаш и конструкторских бюро на заводах позволила в кратчайшие сроки специализировать ряд предприятий на изготовление экскаваторов и быстрыми темпами развивать их проектирование и серийное производство. Выпуск одноковшовых экскаваторов возрос с 76 в 1946 г., до 11622 штук в 1960 г., до 28 тысяч в 1970 г. и превысил 35 тысяч в 1985 г. В начале 60-х годов СССР (Россия) занял первое место в мире по производству экскаваторов.

После второй мировой войны в ряде промышленных стран также наблюдался резкий скачок в выпуске одноковшовых экскаваторов. Особенно это было характерно для США, ФРГ, Франции, Англии, Италии. Весьма показателен опыт Японии, где в связи с увеличением объемов строительных работ производство одноковшовых экскаваторов получило большое развитие, в особенности с середины 60-х годов. Примерная динамика объемов выпуска этих машин в Японии такова: 1965 г. — 2500 штук, 1972 г. — 16200 штук, 1975 г. — 19000 штук, 1980г. — 57500 штук, 1986 г. — 61000 штук, 1989г. — 82500 штук, 1993г. — 80000 штук, 1996 г. — 80000 штук. В послевоенное время, как и в других странах, в Японии сначала преимущественно выпускались экскаваторы с механическим приводом, их максимальное годовое производство к 1970 г. достигло 2500 штук, а затем стало постепенно сокращаться за счет замены экскаваторами с гидравлическим приводом. Эти более прогрессивные машины по своим конструктивным и эксплуатационным показателям начали выпускать в Европе с середины 50-х годов, а в Японии — с 1961 года, где к 1987 году производство экскаваторов с механическим приводом снизилось до 500 штук в год, из которых более 28% были машины с ковшами вместимостью 0,6 м3.

Основные преимущества гидравлических экскаваторов:

  • существенное увеличение производительности новых машин по сравнению с заменяемыми, имеющими механический привод;
  • снижение удельной материалоемкости и удельной энергоемкости машин;
  • расширение универсальности гидравлических экскаваторов за счет сменного рабочего оборудования и рабочих органов до 25-40 наименований;
  • автоматизация рабочего процесса;
  • коренное усовершенствование систем управления и создание комфортных условий для работы машиниста;
  • улучшение эстетического вида машин;
  • кардинальное повышение ходовых качеств машин.

В течение последних 50 лет в СССР (России) велись активные работы по созданию, расширению номенклатуры и совершенствованию экскаваторов с различными типами привода, ходовых устройств и сменных видов рабочего оборудования и рабочих органов. Весь этот полувековой период можно разделить на три основных этапа:

  1. В 1947-1953 годах в первую очередь была разработана конструкция и освоено серийное производство экскаваторов с механическим приводом и ковшами 0,25-1,0 м3 на специализированных заводах.
  2. В 1954-1967 годах было завершено создание и организовано производство всего ряда строительных экскаваторов с ковшами 0,15-2,5м3, с различными приводами и ходовыми устройствами, включая навесные гидравлические экскаваторы и наиболее мощные строительные экскаваторы с многомоторным электрическим приводом. Был выпущен экскаватор ЭО-5111Е (Костромской экскаваторный завод) с оборудованием драглайна и гусеничным оборудованием, массой 33,3 т. В эти же годы проведена глубокая модернизация большинства моделей экскаваторов с целью повышения их производительности и освоено производство машин в северном исполнении.
  3. В 1968-1995 годах выполнен огромный объем работ по созданию всего ряда строительных полноповоротных гидравлических экскаваторов с шарнирно-сочлененным и телескопическим рабочим оборудованием и по замене этими машинами экскаваторов с канатной подвеской рабочего оборудования. Серийные машины непрерывно совершенствовались, повышалась их производительность и надежность, улучшались эргономические показатели и художественно-конструкторские решения.
Модель ЭО-4225А (Ковровский экскаваторный завод) массой 26,5 т. Гидравлический экскаватор Твэкс ET-25 (Тверской экскаваторный завод)

В это же время для всех размерных групп гидравлических экскаваторов разработана конструкция десятков видов сменного оборудования и рабочих органов, а также созданы и освоено серийное производство большой номенклатуры гидравлического оборудования и аппаратуры, а также других унифицированных комплектующих изделий для механизмов и систем управления экскаваторов.

Примерно такими же путями и в такие же сроки вели работы по созданию и освоению выпуска строительных одноковшовых экскаваторов американские и западно-европейские экскаваторо-строительные фирмы.

Японский опыт имеет свои особенности. Внедрение экскаваторов с гидравлическим приводом происходило в Японии в три этапа. Сначала использовались машины, приобретаемые за рубежом. Затем японские фирмы начали осваивать выпуск гидравлических одноковшовых экскаваторов по лицензиям при техническом содействии фирм Европы и США, сотрудничество с которыми продолжалось иногда свыше 10 лет. Но в связи с тем, что конструкция этих машин разрабатывалась иностранными фирмами и при этом полностью не учитывались требования японских потребителей и местные условия эксплуатации, то национальная промышленность Японии перешла на создание и выпуск собственных экскаваторов. Первыми на японских рынках были гидравлические машины на гусеничном ходовом устройстве массой 6-8 т, а затем стали выпускать пневмоколесные экскаваторы с ковшами вместимостью 0,3-0,4 м3. Впоследствии их мощность стала возрастать, и в производстве были освоены машины массой 10-20 т.

Постепенно увеличивался и спрос на данный вид техники. Если в 1965 г. их сбыт составил 900 единиц, то в 1966 г. он увеличился до 2000 и в 1967 г. до 3000 единиц, достигнув в 1968 г. уже 5000 единиц. Одновременно получило развитие расширение номенклатуры и повышение качества машин. Этим занимались более 11 фирм Японии. Первым этапом в совершенствовании гидравлических экскаваторов было увеличение мощности силовых установок и производительности машин, а также улучшение их ходовых качеств. Между фирмами возникла конкуренция с целью улучшения технических характеристик экскаваторов, создания новых моделей и совершенствования их конструкции. Разрабатывались модели машин, предназначенные для работы в городских условиях и для других мест эксплуатации. Во второй половине 70-х годов гидравлический экскаватор получил в Японии широкое распространение и стал одним из основных средств механизации работ в строительстве.

Как раз в этот период в промышленно-развитых странах мира было отмечено резкое повышение цен на топливо для двигателей, что было связано с известным топливным кризисом и потребовало ускоренного проведения совершенствования систем гидропривода с целью снижения расхода топлива. Было осуществлено повышение рабочего давления в гидросистемах и замена на многих моделях машин насосов с постоянной подачей рабочей жидкости насосами с переменной подачей, что повысило коэффициент полезного действия привода и эффективность использования мощности двигателя. Одновременно всеми возможными способами уменьшили подачу насосов, снизили обороты холостого хода двигателей и минимизировали потери мощности в гидросистемах при различных режимах их работы.

В начале 80-х годов были улучшены системы управления на многих моделях одноковшовых экскаваторов за счет применения сервоустройств, а также созданы более комфортные условия на рабочем месте машиниста, в особенности путем снижения уровня шума. Для удовлетворения всех требований, предъявляемых к землеройной технике, в их гидросистемы в 80-х годах стали внедрять электронную аппаратуру, как для двигателей, так и для насосов и систем управления.

Гидравлический экскаватор CASE-POCLAIN 1288 LC Гидравлический экскаватор DAEWOO 280 LC

В 90-х годах большое внимание все фирмы уделяют внешнему виду машин, рабочие места машинистов по своей отделке приближаются к салонам типа «Люкс», стандартным является использование кондиционеров воздуха. Существенно расширены области применения за счет установки новых видов рабочего оборудования и рабочих органов. Это позволило широко их эксплуатировать при демонтаже зданий, для прокладки туннелей, при разработке каменных материалов и в лесном хозяйстве. В последние годы к гидравлическим экскаваторам были предъявлены повышенные экологические требования в части охраны окружающей среды, в особенности по обеспечению низкого уровня внешнего шума и по регулированию состава отработавших газов двигателей.

Помимо этого фирмы-производители одноковшовых экскаваторов уделяют серьезное внимание соблюдению норм техники безопасности, чему способствует их активное участие в разработке международных стандартов в рамках Технического комитета 127 ИСО «Землеройные машины». Вследствие удовлетворения многообразных требований, гидравлические одноковшовые экскаваторы приобрели статус базового оборудования, на которое имеется повышенный спрос. Так, в 80-х и 90-х годах максимальное потребление этих машин на внутреннем рынке в одной стране было выявлено в Японии. В 1996 году из 97800 гидравлических экскаваторов, проданных во всем мире кроме мини-экскаваторов, японские потребители приобрели 48400 единиц, т. е. примерно 50%. Кроме того, фирмы-производители Японии поставляют экскаваторы во многие страны мира, не считая своего производства в Англии и Италии. Ведутся также специальные переговоры по налаживанию производства экскаваторов и в других странах.

Среди всех типов универсальных машин гусеничные занимают ведущее место, так как не имеют ограничения по массе по сравнению, например, с колесными экскаваторами. Наибольшее распространение в большинстве стран получили гидравлические экскаваторы массой от 10 до 50 т, которые выполняют основную часть земляных работ в промышленном и гражданском строительстве, а также в других отраслях. В таблице ниже приведены краткие технические характеристики наиболее характерных по своим параметрам экскаваторов с гидравлическим приводом отечественного и иностранного производства. Ниже излагаются особенности конструкции и тенденции развития основных систем, механизмов и рабочего оборудования этих машин.

ДВИГАТЕЛЬ

Пожалуй, одна из самых важных составляющих любой машины, а для такой мощной и производительной — особенно. На новые гидравлические гусеничные экскаваторы Case

устанавливаются низкооборотные четырех- или шестицилиндровые двигатели с общей топливной магистралью Common Rail. Это позволяет эксплуатировать машину в ненапряженных режимах для повышения надежности и срока службы техники.

Три рабочих режима подстраивают мощность и скорость машины под каждое конкретное применение. Так, например, Auto и Super Power – режим повышенной мощности, позволяют развить более высокие усилия копания.

Возможность работать на низких оборотах приводит к снижению уровня шума, расхода топлива и уменьшению вредного выхлопа. Этому же способствуют большой диаметр вентилятора охлаждения и увеличенный глушитель. Двигатели ISUZU, производимые в Японии, соответствуют высоким международным экологическим стандартам.

Все о гусеницах экскаваторов

Рассмотрим, какие бывают гусеницы, кто их производит, по какому принципу отличаются гусеницы экскаватора между собой и как их подбирать.

Гусеничный транспорт – наиболее распространен среди дорожно-строительной техники. В отличие от бульдозера, экскаватор используют только для землеройных работ, и бывают они как гусеничные, так и колесные. Почему гусеничных больше? Они щадят почву, их можно использовать в любую погоду, и они могут работать на любой поверхности.

Таким образом, с одной стороны щадящих режим для территории, на которой приходится работать, с другой, возможность не щадить технику и работать в любое время и на любой почве приводит к закономерному выбору в пользу гусениц. Главное выбрать надежные износостойкие гусеницы.

Какие бывают гусеницы

Ходовая система гусеничного экскаватора включает следующие составляющие:

  • Подвеска, в которую включена рама с опорно-поворотным устройством.
  • Движитель – гусеница, ведущее колесо, поддерживающие ролики, опорные колеса, натяжное устройство и направляющее колесо.

Подвеска гусеницы экскаватора и движитель

Подвеска гусеницы экскаватора и движитель

Разные модели предусматривают разное строение, схематичные изображения разных их вариаций легко можно найти в сети, однако основная конструкция движителя следующая:

Движитель, гусеница в сборе: гусеница, ведущее колесо, поддерживающие ролики, опорные колеса, натяжное устройство и направляющее колесо

Движитель, гусеница в сборе: гусеница, ведущее колесо, поддерживающие ролики, опорные колеса, натяжное устройство и направляющее колесо

Структура подвески следующая:

Структура подвески ходовой системы экскаватора

Структура подвески ходовой системы экскаватора

Структура гусеницы зависит от модели экскаватора. Есть совместимые.

Структура гусеницы зависит от модели экскаватора

Чтобы выбирать надежные гусеницы и вообще разбираться в них, нужно знать производителей. Прежде всего, производителей экскаваторов. Среди достойных производителей гусеничных экскаваторов есть отечественные и зарубежные.

Отечественные производители гусеничных экскаваторов:

  • «Уралвагон,
  • «Эксмаш»,
  • «Промтрактор»,
  • «Кранэкс»,
  • «Картэкс».

Отечественные производители гусеничных экскаваторов

Зарубежные гусеничные экскаваторы выпускаются под брендами:

  • Caterpillar,
  • Komatsu,
  • Volvo,
  • Hitachi,
  • JCB,
  • Hyundai,
  • Liebherr,
  • Bumar,
  • Doosan.

Собирают в России экскаваторы Komatsu и Caterpillar на предприятиях:

  • «Катерпиллар Тосно»,
  • «Комацу Мануфакторинг групп».

Соответственно, все они производят и гусеницы (или цепь с траками).

Три вида гусениц для экскаваторов

Существует три вида гусениц для экскаваторов зависимо от материала:

  • резиновые,
  • металлические (стальные),
  • резинометаллические.

Создавая модель экскаватора, производитель уже выбрал возможные виды гусеницы, а критерии для выбора следующие:

  • резиновые или резинометаллические гусеницы для экскаватора, работающего в городе,
  • резиновые гусеницы для слабых грунтов, на склонах, где важно не повредить грунт (для этого также используются резиновые накладки),
  • металлические гусеницы используется на сложном грунте,
  • металлические гусеницы используют для работы в зимнее время.

От специфики и условий работы выбирается также ширина гусеницы. Чем шире гусеница, тем меньше она повредит грунт и тем лучше пройдет экскаватор по топким грунтам. Широкие используют для мягких грунтов, а для каменной поверхности лучше подойдут

Резиновые гусеницы для экскаваторов

Основные преимущества резиновых гусениц – щадящее давление на грунт, лучшее сцепление с грунтом, преодоление большего угла наклона. Резиновые гусеницы актуальны для с/г и строительной техники.

Резинометаллические – со стальным сердечком в резине – делают гусеницу более износостойкой. Она становится менее подверженной разрывам и срок ее эксплуатации увеличивается.

Для подбора резиновой гусеницы важны три параметра:

  • Ширина гусеницы,
  • Расстояния между осями траков,
  • Количество траков.

Для подбора резиновой гусеницы важны три параметра

Ширина бывает разной, например, 180, 190, 200, 230, 250, 280, 300, 320, 350, 400 и 450 мм. Расстояние между осями траков – 48, 60, 72 и пр. Количество траков от 40 и выше.

Например, гусеница с параметрами 230Х72Х56, это:

  • Ширина 230 мм,
  • Расстояния между осями траков 72 мм,
  • Количество траков 56.

Резиновые гусеницы активно используются в мини-экскаваторах.

Резиновые гусеницы активно используются в мини-экскаваторах

Металлические гусеницы для экскаваторов

Металлические гусеницы нельзя использовать в городе, на асфальте. Они используются на сложных поверхностях и зависимо от характера поверхности оснащаются башмаками с 3-мя 2-мя или одним грунтозацепом. Грунтозацеп – это выступ или гребень, увеличивающий площадь нижней поверхности башмака.

Чем ниже должно быть давление на грунт – тем больше грунтозацепов понадобится.

Чем ниже должно быть давление на грунт – тем больше грунтозацепов понадобится

Башмаки с одним грунтозацепом используют для поверхности, в гравии, в осколках скал, с холмами, где нужно глубокого внедряться в опорную поверхность.

Башмаки с одним грунтозацепом

Исторически сложилось, что в России используются в основном металлические гусеницы. Они дольше «носятся». Резиновые рассматриваются только для техники до 13 тонн и только начинает набирать популярность.

Большинство металлических гусениц совместимы сразу с многими моделями экскаваторов и бульдозеров, разница только в башмаках. Башмаки собираются из специальных профилей, из специальных профилей шириной от 207 до 1200 мм зависимо от модели техники.

К параметрам металлической гусеничной цепи относится:

  • Количество звеньев,
  • Шаг звена (мм),
  • Высота звена (мм),
  • Тип шарнира (сухой, закрытый со смазкой).

Самое часто встречаемое количество звеньев: 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53. Шаг звена – это расстояние между центрами проушин звена гусеничной цепи под пару втулка-палец. Чаще всего можно встретить шаг звена: 171,45 мм, 190 мм, 203 мм, 216 мм, 260,3 мм.

В России гусеницы изготавливают на Чебоксарском агрегатном заводе и на предприятии «Техтрон». Среди зарубежных производителей гусениц самые популярные: Berco, ITM,USCO, STR, DSL.

Поможем подобрать гусеницу для экскаватора. +7 (343) 2-061-061.

Если нужно купить запчасти на экскаватор и другую технику в «УралДетальСервис», обращайтесь за консультацией. Мы предлагаем запчасти от производителя, поэтому цены вас приятно удивят.

ГИДРАВЛИКА

Постоянно усовершенствуя конструкцию, компания Case устанавливает на гидравлический экскаватор

высокоэффективные насосы поршневого типа для максимизации давления и гидропотока. Система регулирования согласовывает мощность двигателя с потребностями гидравлики. Высокий крутящий момент и повышенная скорость разворота башни сокращают рабочие циклы при повторяющихся операциях. А мгновенный отклик на управляющие действия оператора обеспечат высокую производительность.

Совершенная гидравлическая система имеет до 10 программируемых настроек, что позволяет использовать 10 различных орудий без необходимости ручной регулировки гидравлического контура. Переключение с молота на ножницы происходит буквально не выходя из кабины.

Рабочее оборудование

Фирмы-производители гидравлических экскаваторов постоянно ведут работы по усовершенствованию основного рабочего оборудования машин массой до 50 т — обратной лопаты. Рабочие параметры (вместимость ковша, глубина копания и высота выгрузки) непосредственно связаны с эксплуатационной массой экскаваторов. В результате при проектировании машин при близких по величине значениях массы экскаваторов большинство фирм получают рабочие параметры, мало отличающиеся друг от друга, что видно из данных таблицы 1. Если же намеренно изменяют какой-либо параметр, то это ведет к уменьшению или увеличению других параметров.

За последние годы все фирмы также активно работали над созданием, совершенствованием и увеличением числа видов сменного рабочего оборудования и рабочих органов для всего ряда одноковшовых экскаваторов. В зависимости от назначения номенклатуры рабочего оборудования и рабочих органов, которыми оснащают экскаваторы, включает в себя прежде всего различные ковши, а также удлиненные рукояти, дополнительные рукояти, удлиненные стрелы, рабочее оборудование со смещенной осью копания, укороченное рабочее оборудование, рабочее оборудование для погрузки лесоматериалов, ковши для планировки откосов, крюки, ковши с эжекторной разгрузкой.

Фирмы Hitachi и Liebherr особое внимание уделили разработке конструкции устройств для быстрой смены ковшей без выхода оператора из кабины. Существенным расширением области применения гидравлических экскаваторов явилось создание для них оборудования, предназначенного для разборки и разрушения зданий и сооружений, что особенно важно при реконструкции городов и промышленных предприятий. Для добычи в карьерах полезных ископаемых и строительных материалов с помощью гидравлических экскаваторов, оборудованных прямой лопатой и погрузчиком, внедрено много новых видов рабочих органов.

Так одноковшовые экскаваторы массой 41…44 т фирмы Hitachi оснащают погрузочным ковшом 2,6 м3 с открывающимся днищем и автоматическим механизмом горизонтального выдвижения. Это обеспечивает удобство управления, непосредственную разработку грунта благодаря большим усилиям копания, эффективную загрузку самосвалов в стесненных условиях.

Фирма Komatsu также оснащает свои экскаваторы массой 42 т погрузочным оборудованием с открывающимся днищем, усиленным противоизносной плитой. Днище ковша легко открывается с помощью кнопочного выключателя на конце рычага управления.

В целях улучшения условий технического обслуживания фирмы Kato и Caterpillar-Mitsubishi применяют дистанционную централизованную подачу смазочного материала к шарнирам рабочего оборудования, расположенным на большой высоте.

Фирма Komatsu также применяет на крупных машинах механизированную централизованную систему смазывания шарниров рабочего оборудования с запасом смазочного материала на 800-1000 часов работы.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Гусеницы экскаватора могут быть оборудованы стандартной лентой или же, при желании, более широкой и длинной. В линейке Case можно найти модель с удлиненной или более узкой, по сравнению со стандартной, ходовой частью. Ведущие звездочки подвергнуты особой термообработке для увеличения срока службы звеньев гусениц, что вместе с обновленными роликами обеспечивает более высокую износостойкость конструкции. Уплотнения М-обраной формы и пальцы повышенной твердости также продлевают срок службы гусениц.

ОБСЛУЖИВАНИЕ

Техника Case не зря славится своей долговечность и неприхотливостью в обслуживании. Сгруппированные в одном месте фильтры могут заменяться с уровня земли, что значительно сокращает время обслуживания. Фильтр защиты гидравлики позволяет увеличить срок замены гидравлического масла до 5000 часов и исключает необходимость в использовании дополнительных фильтров.

Централизованная электрическая система расположена внутри кабины, позади сидения оператора, что позволяет содержать ее в чистоте и порядке. Электронные компоненты оснащены водонепроницаемыми разъемами для достижения предельной надежности.

Обновленные стрела и рукоять с коваными траверсами гарантируют готовность машины к работе в самых трудных условиях. А втулки с увеличенными интервалами обслуживания обеспечат длительную эксплуатацию без замены и ремонта.

Несомненно, что современные экскаваторы на гусеничном ходу характеристики имеют одни из самых лучших в своем классе. Еще раз подтверждая, что техника Case не зря занимает лидирующие позиции по долговечности, надежности и производительности!

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: