Экскаватор – это землеройно-транспортная машина циклического действия, предназначенная для отделения грунта от массива, его перемещения и погрузки. Основным рабочим органом спецтехники является ковш, который загружается, перемещаясь относительно разрабатываемой горной породы с помощью тягового усилия механизмов машины.
Экскаватор может быть типа «прямая лопата» (предназначен для разработки горной породы выше площадки стояния), «обратная лопата» (используется для извлечения земляной массы ниже поверхности опоры) и драглайн – экскаватор со «скребущим» ковшом. Последний вид незаменим при разработке большого объема грунта, во время вскрышных работ, в мелиоративном и гидротехническом строительстве, для очистки дна рек, озер и прочих водоемов.
Экскаватор-драглайн
Первая принципиальная схема экскаватора-драглайна была разработана еще в 16 веке великим ученым эпохи возрождения – Леонардо да Винчи. В промышленных масштабах этот вид техники стал использоваться с 1884 года в США. В России данный тип землеройно-транспортных машин впервые появился в послевоенные годы. Они использовались для разработки месторождений полезных ископаемых.
Драглайн-экскаватор, в отличие от других моделей спецтехники, отделяет горную породу от массива за счет волочения ковша по поверхности, а не действием гидравлической или канатно-блочной системы. Благодаря гибкому канатному креплению ковша к стреле, драглайн выполняет свою работу на гораздо большем удалении и большей глубине от тягового механизма, нежели другие виды машин. Это одновременно является и преимуществом, и главным отличием данного вида землеройно-транспортной техники.
Конструкция и принцип работы
Драглайн состоит из нескольких основных систем – машины, создающей тяговое усилие, стрелы, канатной системы и ковша. В состав канатной системы входят тяговый и подъемные тросы, которые при помощи цепей скреплены с ковшом. Первый необходим для перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости, а второй подтягивает ковш к машине, за счет чего происходит и подрезка горной породы, и загрузка грунта.
После этого драглайн-экскаватор одновременно натягивает и подъемный, и тяговый тросы, из-за чего растет расстояние между опрокидным блоком и соединительным звеном, натягивается разгрузочный канат. В результате передний край ковша задирается вверх, что не дает высыпаться набранному грунту.
После перемещения грунтового массива к месту выгрузки усилие на тяговом и подъемном канатах резко уменьшают, за счет чего ослабевает натяжение разгрузочного троса – ковш теряет равновесие, переворачивается, происходит отгрузка горной породы.
Особенности эксплуатации
Заглубление ковша в грунт происходит лишь под его собственным весом. Следовательно, чтобы обеспечить высокое усилие копания, горные породы должны быть достаточно рыхлыми. Поэтому плотные и твердые породы грунта, которые планируется разрабатывать, применяя драглайн-экскаватор, предварительно разрыхляют клиновидными разрыхлителями или взрывными работами.
Во время работы и тяговый, и подъемный канаты должны быть в постоянном натяжении, что необходимо во избежание нахлеста. Подъем и опускание стрелы происходят также за счет работы тросового механизма. Поэтому при работе с твердыми и плотными породами грунта устанавливают ковши меньшего размера, дабы не превысить максимальное значение грузоподъемности.
Преимущества и недостатки
В отличие от обычных экскаваторов, в которых тяговое усилие создается гидравлическими или канатно-блочными системами, а ковш жестко связан со стрелой, рабочий орган драглайна свободно перемещается относительно основной машины. Это позволяет опускать его на большую глубину (в несколько раз большую, чем могут позволить обычные модели).
Благодаря легкой и длинной стреле разработка грунта экскаватором-драглайном может вестись на значительном удалении от точки стояния. Это увеличивает производительность данного вида техники и сокращает расходы на производство земляных работ. Кроме того, судя по отзывам, простой и долговечный механизм управления ковшом позволяет снизить издержки, связанные с текущим содержанием техники.
Минусы экскаватора-драглайна обусловлены гибкой подвеской ковша. Из-за нее снижается точность копания и выгрузки. В результате этого отгрузка горных пород непосредственно в транспортные средства затруднительна. Чаще всего отсыпка грунта производится в отвал – откуда его перемещают в самосвалы. Поэтому разработка земляного массива без дополнительной спецтехники – обычных экскаваторов, погрузчиков – невозможна.
Технические особенности
Для того чтобы экскаватор с оборудованием драглайна показал максимальную производительность, место разработки грунта должно находится непосредственно перед машиной. Перемещение ковша к забою может происходить маятниковым способом – опытный машинист, раскачав рабочее оборудование, может «забросить» его на большее расстояние, нежели позволяет стрела.
В зависимости от модели данного вида землеройно-транспортной техники, характеристики машины будут находиться в диапазонах:
- длина стрелы – от 15 до 100 метров;
- вместимость основного ковша – от 6,3 до 168 мз;
- максимальный радиус черпания – 15,3 и более метров;
- давление на грунт – 0,06-0,255 Мпа.
Отличительная характеристика экскаватора-драглайна – рабочая масса. Вес самых легких машин в несколько раз больше спецтехники с гидравлическим приводом или канатно-блочной системой. Это сильно ограничивает область их применения.
Область применения
Отзывы говорят о том, что экскаваторы-драглайны чаще всего используются в местах масштабной разработки грунтового массива. Они активно применяются во время вскрышных работ, а также добычи полезных ископаемых и создания карьеров большого радиуса и глубины.
Драглайн с перфорированным ковшом используют для добычи пород со дна водоемов, а также для очистки рек, озер или во время строительства гидротехнических сооружений. Они также широко применяются в мелиоративных работах. В городских условиях подобные землеройные машины эксплуатируются крайне редко.
Тип привода экскаватора
В последнее время все чаще используются шагающие экскаваторы-драглайны. Они доставляются к месту проведения работ в разобранном виде, где происходит их последующая сборка. Такая машина основное время располагается на плоской площадке. При необходимости переехать на новое место машинист экскаватора-драглайна опускает специальные башмаки, которые воспринимают вес и приподнимают машину.
После этого опорная площадка перемещается, а техника снова «садится» на нее. Башмаки устанавливаются в новое место, и весь процесс повторяется. Как правило, шагающие экскаваторы обладают большой массой, которую не может выдержать гусеничный движитель.
Гусеничные или пневмоколесные экскаваторы-драглайны сейчас практически не встречаются. Обычно они представляют собой небольшие машины с низкой производительностью, из-за чего использовать их на строительных площадках нецелесообразно. Практически все представители этого вида вытеснены гидравлическими и канатно-блочными машинами.
Мировые производители
«Уралмаш» – отечественная машиностроительная компания, у которой в разных уголках мира приобретают экскаватор-драглайн. Технические характеристики моделей находятся в широком диапазоне, что позволяет каждому клиенту подобрать машину согласно своим потребностям. Судя по отзывам, это одни из самых надежных шаговых представителей спецтехники.
Конкуренцию отечественной компании составляет лишь многоотраслевой японский концерн, который продвигает на мировой рынок гусеничные модели. Как правило, это более легкая техника, которая используется при разработке сравнительно небольших массивов грунта.