Екскаватор

Екскаватори являють собою важку будівельну техніку, що складається зі стріли, рукояті (або рукояті), ковша і кабіни на платформі, яка обертається, відомої як "будинок". Будинок стоїть на шасі з гусеницями або колесами. Вони є природним розвитком парових екскаваторів і часто помилково називаються екскаваторами. Усі рухи та функції гідравлічного екскаватора виконуються за допомогою гідравлічної рідини, з гідравлічними циліндрами та гідравлічними двигунами. Через лінійне приведення в дію гідроциліндрів їхній режим роботи принципово відрізняється від екскаваторів із тросовим приводом, у яких для виконання рухів використовуються лебідки та сталеві канати.

Термінологія

Екскаватори також називають копачами, механічними лопатами або 360-градусними екскаваторами (іноді скорочено просто "360"). Гусеничні екскаватори іноді називають "гусеничними лопатами" за аналогією зі зворотною лопатою. У Великій Британії та Ірландії колісні екскаватори іноді називають "гумовими качками".

Використання

• Риття траншей, ям, фундаментів
• Обробка матеріалів
• Стрижка кущів гідравлічною пилкою та косаркою
• Лісогосподарські роботи
• Мульчування лісу
• Знесення за допомогою гідравлічних захоплень, ріжучих і ламаючих насадок
• Видобуток корисних копалин, особливо, але не тільки відкритим способом
• Річкові днопоглиблювальні роботи
• Гідроекстракція для доступу до крихкої підземної інфраструктури з використанням води під високим тиском
• Забивання паль спільно зі палебійним молотком
• Буріння стовбурів для фундаментів і вибухових робіт з використанням шнека або гідравлічної бурової установки.
• Прибирання снігу снігоприбиральними та снігоприбиральними насадками
• Утилізація літаків

Конфігурації

Сучасні гідравлічні екскаватори бувають найрізноманітніших розмірів. Менші називаються міні- або компактними екскаваторами. Наприклад, найменший міні-екскаватор Caterpillar важить 2060 фунтів (930 кг) і має потужність 13 к.с.; їхня найбільша модель - найбільший доступний екскаватор (розроблений та вироблений Orenstein & Koppel, Німеччина, до поглинання 2011 року компанією Caterpillar під назвою "RH400"), CAT 6090, що важить понад 2 160 510 фунтів (979 990 кг), має 4500 к.с., а об'єм ковша сягає 52,0 м³.

Гідравлічні екскаватори зазвичай передають потужність двигуна на (зазвичай) три гідравлічні насоси, а не на механічну трансмісію. Два основних насоси подають мастило під високим тиском (до 5000 фунтів на кв. дюйм, 345 бар) для стріл, поворотного двигуна, гусеничних двигунів і допоміжного обладнання, тоді як третій насос низького тиску (~700 фунтів на кв. дюйм, 48 бар) слугує для пілотного керування золотниковими клапанами; ця третя схема дає змогу зменшити фізичні зусилля під час роботи з елементами керування. Як правило, 3 насоси, що використовуються в екскаваторах, складаються з 2 поршневих насосів змінної продуктивності та шестеренчастого насоса. Розташування насосів в агрегаті екскаватора змінюється у різних виробників, які використовують різні формати.

Трьома основними частинами екскаватора є ходова частина, корпус і стріла (також використовується стріла). Ходова частина включає гусениці, гусеничну раму і бортові редуктори, які мають гідравлічний двигун і зубчасту передачу, що забезпечують привід на окремі гусениці. Ходова частина також може мати відвал, аналогічний відвалу бульдозера. Дім містить у собі кабіну оператора, противагу, двигун, баки для пального та гідравлічного мастила. Будинок кріпиться до ходової частини за допомогою центрального штифта. Мастило під високим тиском подається до гідравлічних двигунів гусениць через гідравлічний шарнір на осі пальця, що дає змогу машині безперешкодно повертатися на 360° і, таким чином, забезпечує рух ліворуч і праворуч. Рука забезпечує рух вгору-вниз і ближче-далі (або копаючий рух). Руки зазвичай складаються зі стріли, рукояті та ковша з трьома шарнірами між ними і будинком.

Стріла кріпиться до будинку і забезпечує рух вгору-вниз. Це може бути одна з декількох різних конфігурацій:

• Найпоширенішими є монострели; у них немає жодного руху, окрім прямого руху вгору і вниз.
• Деякі інші мають поворотну стрілу, яка також може рухатися вліво і вправо разом із машиною.
• Іншим варіантом є петля в основі стріли, що дає змогу гідравлічно повертатися на 180° незалежно від будинку; однак зазвичай це доступно тільки компактним екскаваторам.
• Стріли з регульованим кутом нахилу мають додатковий шарнір у середині стріли для зміни кривизни стріли. Їх також називають трьохшарнірними стрілами (TAB) або стрілами з трьох частин.

До кінця стріли прикріплена рукоять (або рукоять). Рукоять забезпечує рух копання, необхідний для протягування ковша по землі. Довжина рукояті не є обов'язковою залежно від того, чи потрібен виліт (довша рукоять) або сила відриву (коротша рукоять). Найпоширенішою є моно-палка, але є і, наприклад, телескопічні.

На кінці палиці зазвичай відро. Широкий місткий (грязьовий) ківш з прямою різальною кромкою використовується для очищення і вирівнювання або там, де викопуваний матеріал м'який і зуби не потрібні. Ківш загального призначення (GP), як правило, менший, міцніший і має загартовані бічні різці та зуби, які використовуються для прориву твердого ґрунту і каменів. Ковші мають безліч форм і розмірів для різних застосувань. Існує також безліч інших навісних пристосувань, які можна прикріпити до екскаватора для буріння, розпушування, дроблення, різання, підйому тощо. Навісне обладнання можна прикріпити за допомогою штифтів, аналогічних іншим частинам стріли, або за допомогою різних швидкороз'ємних з'єднань. Екскаватори в Скандинавії часто мають похило-поворотний механізм, що дає змогу навісному обладнанню обертатися на 360 градусів і нахилятися на +/- 45 градусів, щоб підвищити гнучкість і точність екскаватора.

Ілюстрація органів управління гідравлічним екскаватором, колір органів управління відповідає рухомій частині.

До 1990-х років усі екскаватори мали довгу або звичайну противагу, яку підвішували до задньої частини машини, щоб забезпечити більше зусилля копання і вантажопідйомність. Це створювало незручності під час роботи в обмеженому просторі. У 1993 р. компанія Yanmar випустила перший у світі екскаватор з нульовим поворотом хвостової частини, що дає змогу противазі залишатися всередині ширини гусениць під час повороту, що робить її безпечнішою та зручнішою для користувача під час використання в обмеженому просторі. Цей тип машин наразі широко використовується в усьому світі.

Існує два основних типи конфігурації "Керування", які зазвичай використовуються в екскаваторах для керування стрілою і ковшем, обидва з яких розподіляють чотири основні елементи керування копанням між двома джойстиками xy. Це дає змогу досвідченому оператору керувати всіма чотирма функціями одночасно. Найпопулярнішою конфігурацією в США є конфігурація елементів управління SAE , тоді як в інших частинах світу більш поширена конфігурація елементів управління ISO. У деяких виробників, як-от Takeuchi, є перемикачі, які дають змогу оператору обирати, яку конфігурацію керування використовувати.

Навісне обладнання для екскаваторів

Можливості гідравлічних екскаваторів вийшли далеко за рамки земляних робіт з використанням ковша. З появою навісного обладнання з гідравлічним приводом, такого як гідромолот , грейфер або шнек , екскаватор часто використовується в багатьох інших цілях, крім розкопок. Багато екскаваторів оснащені швидкороз'ємним з'єднанням для спрощення монтажу навісного обладнання, що підвищує ефективність використання машини на будмайданчику. Екскаватори зазвичай використовуються спільно з навантажувачами і бульдозерами. Більшість колісних, компактних і деяких середніх (від 11 до 18 тонн) екскаваторів мають закладний (або бульдозерний) відвал. Це горизонтальний бульдозерний відвал, що кріпиться до ходової частини і використовується для вирівнювання і заштовхування видаленого матеріалу назад у свердловину.