Планировочный экскаватор – особенности конструкции. Сфера применения

Экскаватор-планировщик относится к землеройным видам техники. В конструкцию этого транспортного средства входят специальная телескопическая стрела и ковш, приспособленный для полного поворота. Экскаватор данного типа имеет прекрасные технические характеристики и относительно небольшие размеры. Все это превращает его в универсальную технику специального назначения, способную при необходимости заменить сразу несколько механических средств.

Конструкция агрегата

1. Автомобильное шасси 2 трехосное с приводом на пневмоколеса задних осей или с полным приводом.
2. Платформа поворотного типа, на которой крепятся: силовой агрегат, кабина крановщика, напорная гидравлическая система, стреловое оборудование. Платформа соединена с рамой агрегата через опорноповоротный узел роликового типа.
3. Стреловой механизм допускает изменение параметра длины в ходе рабочего цикла. Стрела раздвигается и сдвигается, поднимается и опускается. Узел состоит из двух элементов – наружного, закреплённого на рабочей платформе, и внутреннего, на передней части которого крепится управляемое исполнительное оборудование.
4. Ковшовые устройства применяются в нескольких вариантах, размер и конструкция которых определяется спецификой рабочих операций. Шарнирный узел обеспечивает поворот ковша по собственной оси и относительно оси стрелового механизма.
5. Гидропривод обеспечивает выполнение:
   прямое и обратное перемещение ковшового устройства при втягивании или выпуске второй секции стрелы;
6. подъем и спуск стрелового механизма по вертикали;
7. поворот ковшового устройства по обеим осям.

При операциях по планировке совмещены:

• выдвиг или складывание элементов стрелы;
• их подъем или спуск;
• повороты ковшового устройства.

При развороте на разгрузку ковшового устройства совмещаются:

• подъем или спуск элементов стрелы;
• выдвиг секции стрелы;
• разворот опорной платформы.

Схема работы экскаватора планировщика

1 – кабина крановщика; 2 – опорноповоротная платформа; 3,4 – основная и выдвижная секции стрелового механизма; 5 – ковшовое устройство. Lc – изменяемый параметр выдвижения; Hк – глубина копания; Hв – высота выгрузки; Rк – радиус копания.

Углы: α и β – подъем и опускание стрелового механизма; Y – поворот ковшового устройства.

Условия работы и применение ЭП.

ЭП занимают небольшую часть парка экскаваторов, однако, благодаря своим возможностям при создании вертикальных и наклонных стенок из грунта, являются незаменимыми на различных видах строек. При различных работах на строительстве газовых магистралей широко применяются ЭП, как универсальные средства для доработки стенок траншей под трубопроводы. Основными критериями при выборе ЭП являются: ёмкость ковша, глубина копания и производительность агрегата.

Все виды ЭП оснащены телескопической стрелой, которая обеспечивает прямолинейное перемещения рабочего органа-ковша при рабочем ходе внутренней подвижной части телескопической стрелы, чем достигается параллельность обрабатываемой поверхности продольной оси стрелы.

Рытьё котлованов и траншей под ленточные фундаменты, требует получения боковых стенок достаточно высокой параллельности по всей длине, что успешно осуществляется применением ЭП.

Возможность мобильно устанавливать на ЭП различные сменные навесные рабочие органы, такие как ковши различного размера и назначения, в том числе планировочные ковши с уширенной рабочей кромки, грейферы, грузовые крюки и гидравлический молот значительно расширяют сферу его применения.

Технические и эксплуатационные параметры

Планировщик балласта устройство

На рис. 1. Изображён общий вид машины:

Рис.1 Планировщик балласта

1-рама; 2-колесная пара; 3-рессорное подвешивание; 4-автосцепка; 5-кабина; 6-центральный плуг; 7-боковой плуг; 8-туннели; 9-подборщик

Сварная рама 1, рессорное подвешивание 3. На концах рамы установлены автосцепки 4. На заднем конце рамы установлена кабина 5, в которой установлено обо­рудование для управления машиной в транспортном и рабочем режимах. На раме, в базе машины, установлен центральный плуг 6, боковые плуги 7 и туннели 8. Под кабиной установлен под­борщик 9. На раме смонтирован силовой привод с реверс-разда­точной коробкой и редуктором, которые соединены карданны­ми валами с осевыми редукторами колёсных пар.

Силовой привод

Силовой привод обеспечивает перемещение планировщик балласта в транс­портном и рабочем режимах, а также производит включение на­сосов гидросистемы. Кинематическая схема силового привода приведена на рис. 2.

Силовой привод состоит из двигателя со сцеплением 1, на котором прифланцована коробка перемены пе­редач 2, последняя соединена через кардан 23 с реверс-раздаточ­ной коробкой 3. От переднего конца вала двигателя через клино-ременную передачу вращается компрессор 4, предназначенный для работы пневмосистемы машины.

Рис.2 Кинематическая схема силового привода

1-двигатель; 2-коробка перемены передач; 3-реверсраздаточная коробка; 4-компрессор; 5,6,7,8,9-насосы; 10,11,14,21-муфты; 12,18-гидромоторы; 13,19-колесные пары; 15-муфта реверса; 16,23,24- карданы; 17,22-осевые редукторы; 20-редуктор.

На реверс-раздаточной ко­робки 3 установлено пять насосов 5, 6, 7, 8 и 9, которые являются источником питания для гидроцилиндров рабочих органов и гид­ромоторов вращения щётки, конвейера подборщика и рабочего передвижения машины.

Муфты 10 и 11 включают насосы в рабо­чем режиме. Гидромотор 12 обеспечивает вращение передней ко­лёсной пары, а муфта 14 включает этот гидромотор в рабочем ре­жиме. В реверс-раздаточной коробке установлена муфта 15 для реверсирования движения в транспортном режиме.

Выходной вал коробки 3 соединён через кардан 16 с осевым редуктором 17 ко­лёсной пары 13. Второй гидромотор 18, обеспечивающий враще­ние задней колёсной пары 19, установлен на редукторе 20 с муф­той 21, отключающей гидромотор в транспортном режиме. Выходной вал редуктора 20 через кардан 24 соединён с осевым редуктором 22 колёсной пары 19.

При работе в транспортном режиме муфты 10, 11, 14 и 21 выключают насосы 5-9 и гидромоторы 12, 18. Момент от дви­гателя через сцепление и пятискоростную коробку перемены пе­редач 2 поступает через кардан 23 на реверс-раздаточную короб­ку 3.

В реверс- раздаточной коробке муфта 15 реверсирования включена в определённом направлении движения машины: «впе­рёд» или «назад». Момент, проходя через коробку 3 и кардан 16, поступает на осевой редуктор 17 колёсной пары 13.

Сферы применения

Экскаватор EW 25-M1

Особенности конструкции основных узлов планировочных экскаваторов определили землеройные операции, где машина используется с максимальной эффективностью:

1. На ограниченных по размерам стройплощадках, в местах с трудным доступом и перекрытых кровлей помещениях.
2. Для разработки грунтовой массы под мостовыми сооружениями, при ремонтных работах и устранении аварий в узлах заглублённых коммуникаций
3. Для очистки дна, наклонных и вертикальных стен траншей, канав, котлованов.
4. Формирования основы под устройство половых покрытий, элементов фундаментов.
5. Финишной подсыпки между элементами фундамента, канав, кюветов, насыпей.
6. Доставки стройматериалов под перекрытия через проёмы, окна в стенах.

Экскаваторы-планировщики Антей: технические характеристики и аналоги

Экскаватор-планировщик – это особая разновидность строительной спецтехники, которая привлекается для выполнения задач, так или иначе связанных с землеройными процессами. С конструкционной точки зрения машина характеризуется наличием ковша, который способен совершать полный поворот, и телескопической стрелы.

Подавляющее большинство ТС подобного рода отличает оптимальное сочетание отличных технических характеристик и сравнительно небольших размеров, благодаря чему спецтехника считается универсальной, в случае необходимости она с легкостью заменяет сразу несколько машин разного назначения.

Исполнительное оборудование

Производителями поставляется на рынок спецтехники дополнительное навесное оборудование, включая планировочные ковши для экскаваторов.

Исполнительное оборудование

Ковшовые устройства: 1, 2, 3, 4 – разные по объёму вместимостью от 0,18 до 0,8 м3; 5 — для планировочных работ на 0,4 м3; 6 — профильного типа; 7 – траншейного типа; 8 – отвал; 9 — доска для планировки; 10 – рыхлительное устройство; 11 – захватное устройство; 12 — кирковщик; 13 — удлинитель стрелового механизма; 14 – уплотнительный каток.

Золотая ручкаОбзор экскаваторов-планировщиков

Экскаваторы с телескопической стрелой, или экскаваторы-планировщики, изобретенные американцами в 1940-е годы, занимают сравнительно небольшую долю рынка строительной техники. Обычных универсальных одноковшовых экскаваторов выпускают на порядки больше. Причем планировщиками занимаются специализированные фирмы, техники такого типа нет ни у одной ведущей машиностроительной компании. Экскаватор-планировщик, несмотря на уникальные свойства, был и остается нишевым продуктом.

Прямая телескопическая стрела с механизмом вращения ковша позволяет легко и быстро планировать откосы, благодаря этому основному свойству экскаваторы и получили название планировщиков. Экскаватор-планировщик обычно монтируют на автомобильное шасси, что определило второе его основное свойство – мобильность, особо востребованную на наших просторах. Мобильность вполне компенсирует высокое расположение экскаваторной установки, по причине чего уменьшается такой параметр, как глубина копания. Экскаватор-планировщик, например, в отличие от обычного экскаватора может подкопаться под фундамент, под трубу, под завал, что и определило его востребованность у столпов российской экономики – газовиков, нефтяников и МЧС.

Дополнительное удобство и скорость в работе дает система управления шасси из кабины экскаваторщика. Но для массовых земляных работ экскаватор-планировщик не очень удобен. Кроме автомобильного шасси используют также колесное экскаваторное и гусеничное. Гусеничное шасси необходимо для работы в заболоченной местности, например, в Западной Сибири. Кроме того, телескопическая стрела дает возможность работать в тоннеле.

Возможности планировщика расширяют сменные навесные орудия – ковши различного профиля и вместимости, грейферный захват, бульдозерный отвал, рыхлитель, грузовой крюк, виброплита, гидромолот, гидроножницы, буровая штанга и т. д. Неудивительно, что в народе экскаватор-планировщик прозвали «золотой ручкой».

В СССР в 1960-е годы предпринимали попытки разработать и запустить в производство экскаваторы-планировщики на автомобильных и колесных шасси. В 1970-е эти попытки увенчались успехом – несколько моделей запустили в производство, но подлинная мода на экскаваторы-планировщики пришла вместе с чешскими машинами UDS на шасси Tatra. Самосвалы Tatra пользовались у строителей заслуженным уважением за высокую проходимость и комфортабельную кабину, выгодно отличавшую их от изделий камского и минского заводов. А многофункциональный, надежный и эстетичный экскаватор-планировщик UDS на замечательном шасси вообще был мечтой любой строительной организации.

Словацкий завод Cestne’ A Stavebne’ Mechanizmy (так после акционирования в 1992 г. стало называться государственное предприятие «Заводы тяжелого машиностроения Тисовец»), несмотря на все цветные революции, разделения, выходы и вступления, продолжает работать и остается ведущим поставщиком экскаваторов-планировщиков на российский рынок, занимая половину этого сегмента. Сегодня завод выпускает четыре модели экскаваторов-планировщиков – USD 214, UDS 114, USD 232 и UDS 211.

Модель UDS 114 выпускается с 1982 г. и за эти годы не раз модернизирована. Основное шасси – полноприводная Tatra T815. Экскаватор устанавливают также на шасси MAN, Mercedes-Benz, Renault. Словацко-российское предприятие «ЦСМ-Руслан» (г. Домодедово МО) монтирует установки UDS 114 и UDS 214 на шасси КамАЗ-53228 (6х6). (г. Набережные Челны) устанавливает экскаватор UDS 114 на шасси КамАЗ-65111 (6х6) и КамАЗ-53228 (6х6). В базовую комплектацию UDS 114 входит двигатель John Deere мощностью 104 кВт, гидросистема построена на агрегатах Bosch Rexroth. Глубина копания стандартной двухсекционной стрелой коробчатого сечения составляет 6500…6600 мм, радиус копания – 10 500 мм. Показатели впечатляют. UDS 114 не оснащают системой управления шасси из кабины экскаваторщика или функцией микропередвижения.

В 1995 г. UDS 114 эволюционировала в UDS 214, но основным шасси осталась все та же Tatra T815. Установка оснащена таким же двигателем John Deere, двухсекционной телескопической стрелой с такой же рабочей характеристикой. Основное отличие от UDS 114 – в функции микропередвижения.

CSM Tisovec кроме экскаваторов на автомобильных шасси выпускает модель UDS 232 на колесном шасси и UDS 211 на гусеничном с надстройками, аналогичными UDS 114 и 214. Завод сам не изготавливает шасси, а заказывает их у специализированных фирм.

Оголовок стрелы этих моделей оснащен полноповоротным механизмом ротации и механизмом быстрой смены, что позволяет опытному оператору за несколько минут сменить навеску, не выходя из кабины. За время выпуска планировщиков UDS завод сформировал набор наиболее ходового сменного оборудования, в который входят около 30 позиций – ковши вместимостью от 0,4 до 0,75 м3, отвал, каток для уплотнения грунта, планировочный ковш шириной 3 м, комбинированный ковш с рыхлителем, дренажные ковши вместимостью 0,15 и 0,25 м3, профильный ковш вместимостью 0,6 м3, захват, удлинители стрелы длиной 1,5; 3,0 и 4,5 м и др. Для оборудования сторонних производителей: гидромолотов, буров, вибротрамбовок, косилок и т. д. заводом предусмотрены специальные адаптеры, с помощью которых навеску можно установить на оголовок стрелы.

Белорусское предприятие «Святовит» (Минск) основано в 1997 г. Завод выпускал планировщики на автомобильных и гусеничных шасси под марками «Святовит», «Антей», «Гидра». Всего было выпущено более 500 ед. экскаваторной техники. Белорусские экскаваторы-планировщики занимают около 30% российского рынка.

В 2010 г. все марки «Антей» и «Гидра» упразднили, и современный модельный ряд, включающий экскаватор-планировщик на автомобильном шасси EW-25-M1 (комплектация S – стандартная, R – гидравлика Bosch Rexroth, L – гидравлика Linde), экскаватор-планировщик на гусеничном шасси (комплектации R и L), поставляется на рынок под единой маркой «Святовит».

Экскаваторы-планировщики монтируют на шасси МАЗ-6303/ МАЗ-631705, КамАЗ-65111, «Урал-4320». На выставке «СТТ-2010» завод представил первый экскаватор на шасси КамАЗ-43118, полнопривод­ном высокой проходимости с односкатной ошиновкой. Экскаваторная установка оснащена двигателем Д-245 мощностью 100 кВт и гидросистемой, построенной в зависимости от комплектации на аппаратуре , Bosch Rexroth или Linde. Глубина копания двухсекционной телескопической стрелой коробчатого сечения – 5450 мм, с 1,5-метровым удлинителем стрелы – 6800 мм, радиус копания – 10 450 и 11 800 мм соответственно. Оголовок стрелы оснащен полноповоротным механизмом ротации и механизмом быстрой смены. В перечень сменного оборудования входят ковши вместимостью 0,4; 0,63; 0,5 и 0,8 м3, отвал, захват, каток, трехзубый кирковщик, планировочный ковш шириной 2,5 м, профильный ковш, однозубый рыхлитель, планировочная доска шириной 2,5 м, комбинированный ковш с рыхлителем.

В процессе конверсии «Мотовилихинские заводы» занялись дорожно-строительной техникой, в том числе экскаваторами-планировщиками, к серийному производству которых завод приступил в 1997 г. Сегодня экскаваторы марки «Мотовилиха» занимают около 20% российского рынка. В модельном ряду экскаваторы на автомобильных и гусеничных шасси. Первые пущенные в производство модели ЭО-43212 на шасси КамАЗ-53228 и ЭО-43213 на шасси «Урал-4320» завод выпускает и сегодня. Экскаваторные установки оснащены двигателем Д-243 и оригинальной двухсекционной телескопической стрелой. Механизм ротации размещен не на оголовке стрелы, а в коренной секции, и ковш вращается вместе с секциями стрелы. Глубина копания экскаватора – 5800 мм, радиус копания – 9000 мм. В перечень сменного оборудования входят ковш вместимостью 0,65 м3, планировочный ковш шириной 1,1 м, отвал шириной 2 м, траншейный и дренажный ковши, однозубый рыхлитель.

В 2008 г. завод запустил в серию модель ЕТ-4322 на шасси КамАЗ-43118. Особенность этой модели в том, что опора стрелы подвижна. Благодаря ее наклону экскаватор может разрабатывать вертикальную стенку, как обычный экскаватор, что значительно увеличивает возможности машины. Опора стрелы передвигается с помощью двух дополнительных гидроцилиндров, и переустановка стрелы для ее наклона на 90° не требуется. На ЕТ-4322 использована двухсекционная стрела коробчатого сечения с механизмом ротации на оголовке. Глубина копания – 6900 мм, радиус копания – 11 300 мм. В 2010 г. экскаватор получил новую, более комфортабельную кабину с улучшенной обзорностью.

ТВЭКС – имя одновременно новое и не новое на рынке экскаваторов-планировщиков. Калининский экскаваторный завод занимался разработкой и производством планировщиков на своем колесном шасси. В 1980-е годы производство планировщиков прекратили. В нынешние непростые времена падение спроса на традиционную продукцию – колесные экскаваторы подвигло Тверской завод на поиск новых путей в бизнесе, в том числе вернуться к теме планировщиков, но в иной форме. В марте этого года «Тверской экскаватор» представил общественности экскаватор-планировщик ТЭП-18 на полноприводном самосвальном шасси КамАЗ-65111. По желанию заказчика экскаватор могут смонтировать на шасси МАЗ 6х4 и 6х6, «Урал» 6х6 или Tatra. Также по заказу машину изготовят в северном или тропическом исполнении.

Двухсекционная телескопическая стрела экскаватора Тверского завода оснащена механизмом ротации ковша и устройством быстрой смены. В дополнение к основному ковшу предусмотрены разные виды сменного рабочего оборудования – планировочные и профильные ковши, захват, каток, кирковщик и др. У экскаватора есть точка подключения ручного гидравлического инструмента.

Беглый осмотр показал, что при сборке использована собственная кабина «Тверского экскаватора». Кабина интегрирована аккуратно и хорошо гармонирует с остальными деталями облицовки, которые, судя по дизайну, тоже тверского происхождения. Не исключено, что тверичи приложили руку к содержимому поворотной платформы, поскольку говорилось о модернизированном экскаваторе-пла­нировщике и топливосберегающей системе управления, которая обеспечивает экономию топлива до 30%.

Американская компания Gradall, мировой бренд номер один в сегменте экскаваторов-планировщиков, в России представлена, но существенного влияния на рынок не имеет. Компания занимается экскава­торами-планировщиками с 1945 г. В ее модельный ряд входят экскаваторы на автомобильных шасси, на колесных и гусеничных шасси, специальные индустриальные исполнения, горные исполнения для работ в тоннелях и подземных разработках полезных ископаемых. Экскаваторы на автомобильных и колесных шасси также могут быть оснащены колесными тележками для передвижения по рельсовым путям.

Фирменная черта экскаваторов Gradall – телескопическая стрела треугольного профиля. Опора стрелы выполнена по­движной, это позволяет расширить рабочую зону. Ковш вращается вместе со стрелой на 120° в обе стороны, механизм вращения установлен на коренной секции. Компания использует специальные шасси автомобильного типа с колесной формулой 4х2, 4х4, 6х4 и 6х6 без обвязочной рамы и без опор. Устойчивость экскаватора в работе обеспечивает блокировка переднего моста. Аналогичная блокировка применена и на колесных экскаваторных шасси. Аутригеры и отвал используют только при значительных нагрузках, для большей части работ достаточно блокировки.

Экскаваторы Gradall сопровождаются шлейфом сменного оборудования, включающего основные, планировочные, траншейные ковши, планировочную доску, гидроножницы для срезки деревьев, захват, удлинители стрелы и рукоять, которая позволяет работать, как на обычном экскаваторе.

Истории отечественного экскаваторостроения известно много предприятий, бравшихся за разработку и производство экскаваторов-планировщиков. Но в итоге на рынке остались UDS, «Святовит» и «Мотовилиха». «Тверской экскаватор» делает только первые шаги в отверточной сборке, но у него как у российского предприятия есть все шансы продвинуть экскаваторы-планировщики с высокой степенью локализации в программы с бюджетным финансированием. Как уже сказано, бренд Gradall хотя и представлен, но при всех достоинствах этой техники на рынок не влияет. Рынком наиболее востребованы экскаваторы-планировщики на автомобильных шасси, а Gradall с ее непонятным, во-первых, нестандартным, во-вторых, американским шасси трудно конкурировать с почти родным UDS на шасси Tatra. Впрочем, известно, что были попытки привязать экскаваторную установку Gradall к другому иностранному шасси – к КрАЗу. Технику второго американского производителя экскаваторов-планировщиков Badger, а также немецких Eisenwerke Kaiserslautern и TML Technik можно найти разве что на вторичном рынке.