Шагающий экскаватор — что это такое? Как работает. Чем отличается ШЭ от других экскаваторов
Если вам хоть раз удалось видеть, как добываются природные богатства, то вам, без сомнений, навсегда запомнился карьерный экскаватор, который выделяется на фоне остальной подобной техники своими габаритами и умением «шагать»! За последнюю особенность ему дали имя – «шагаю
В обязанности ЭШ входит разработка и перевалка грунтов на вскрышных работах угольных и горнорудных карьеров, а так же его применяют для производства земляных работ на строительстве крупных гидротехнических сооружений. Такой механизм передвижения, который и дал название этим экскаваторам, выбрали неслучайно, дело в том, что масса мощных и крупных экскаваторов весом от 180 до 10.000 тонн и при применении в качестве хода любого другого, на грунт оказывало бы сверхвысокое давление, что никак не способствовало бы устойчивости. Шагающее устройство, как таковое, к работе подключается лишь при передвижении экскаватора, Ну а все же остальное время «тело» экскаватора опирается на круглую базу, которая обладает большой опорной площадью, и благодаря такому ходу на грунт давление становится в разы меньше, чем у обычных гусеничных карьерных экскаваторов. В двух словах, этот «девайс» работает так – экскаватор в неподвижном состоянии на грунт опирается опорной плитой в своём основании, а когда необходимо «шагать», то, при шаге вес перенаправляется на «лыжи», или башмаки. А каждый башмак управляется гидроцилиндрами — двумя парами на каждый. Экскаватор, при выполнении шага поднимается над поверхностью, где стоит, смещается на определённое расстояние, и снова опускается на опорной плитой на землю. В свою очередь, опорные башмаки поднимаются над грунтом, переносится вперёд, затем цикл при необходимости повторяется. Но об этом попозже. Поворотной платформы обладают низким расположением, что просто необходимо для того, чтобы упрощать механизм хода и увеличить устойчивость экскаватора. Этим и объясняется практическое применение исключительно одного рабочего оборудования — драглайна (помимо этого, возможно также использование оборудования грейфера). И в силу этого, корректнее было бы называть эти исполины, не шагающие экскаваторами, а шагающими драглайнами. Сейчас, как правило, они и оборудуются механизмом драглайна.
Итак, разница между экскаватороами-драглайнами и обычными экскаваторами состоит в том, что у первых, вместо жёсткого крепления ковша к рукояти применяется гибкая цепная подвязка ковша к канатам. И там расчет сделан на то, чтобы машина именно черпала, а не копала.
В условиях карьера обычные экскаваторы для их эксплуатации на гусеничном ходу имеют строгое ограничение по весу — 800 тонн. А при превышении этого значения довольно сложно, а точнее практически невозможно, добиться допустимого значения давления на почву, который равняется 2 кг на см2. Вот здесь и кроется одно из важных преимуществ экскаваторов, которые имеют в своем распоряжении шагающий механизм — у них данная проблема отсутствует.
В СССР, а после и в РФ принято обозначение для шагающих экскаваторов – ЭШ. Было принято решение задействовать драглайны весом от 500 тонн и со стрелой от 60 метров для погрузки горной массы в карьерный транспорт ещё в самом начале пректирования и производства ЭШ. К примеру, при необходимости разработки обводненных горизонтов, где неустойчивое основание ограничивает возможности установки классических механических лопат и прокладка дороги для спецтранспорта нецелесообразна.
Однако, как оказалось впоследствии, классические шагающие экскаваторы эффективно не в состоянии справиться с подобными работами.
Обзор «ЭШ 20.90»
Привод в данном случае используется серии «ТГ». Ковш установлен с вместительностью ровно 10 куб. метров. Стрела у экскаватора «ЭШ 20.90» имеется общей длиною 75 метров. Концевую нагрузку максимум она способна выдержать около 36 тс. Высота выгрузки у данной модели находится на уровне 30 метров. Удельное давление во время эксплуатации устройство на грунт оказывается 0.09 МПА. Башмак в данном случае установлен длиною ровно 10 метров.
Механизм тяги предельной мощностью способен похвастаться на уровне 450 кВт. В свою очередь система хода имеет только 300 кВт. Рабочая масса представленного экскаватора в собранном виде достигает 1200 тонн. Просвет под заднюю платформу имеется довольно большой. Радиус копания в данном случае составляет примерно 71 метр. Таким образом, конфигурация «ЭШ 20.90» больше всего подходит для карьерных работ.
Поподробнее о том, как шагает шагающий экскаватор?
Устройство «шагания» ЭШ состоит из двух лыж, которые связаны посредством гидроцилиндры или эксцентрикового механизма, и круглой рамы снизу. На раме установлена поворотная платформа через опорно-поворотный механизм.
Своё шагание «гигант» осуществляет следующим способом. Чтобы ЭШ сделал первый «шаг», производится выдвижение лыж в необходимую сторону при помощи гидроцилиндров с последующим опусканием их на землю. Далее, посредством тех же гидроцилиндров, корпус машины поднимается вверх до максимума. В этот момент гидроцилиндры установлены вертикально, а конец опорной рамы тянется по земле со стороны стрелы. Корпус экскаватора, после того, как выбирает направление для движения, а потом медленно возвращается на опорную раму. Машина. таким образом, выполнив «шаг», должен либо сделать последующее движение, либо возвращаться к работе. При эксплуатации ЭШ его лыжи находятся в поднятом положении, и не создают лишних помех для поворотной платформы и вообще, для другой техники вокруг.
При первом взгляде может создаваться впечатление, что это агрегатище двигается медленно, не быстрее улитки. Но это далеко не так — ЭШ за час может «проползти» до 200 м. При работе шагающего экскаватора, его шагающый ход обладает удельным давлением, которое лежит в диапазоне 0,4-1 кгс/см2. Но это при статике — а во время его перемещения эти цифры возрастают 1,5-2,5 раз — 1-1,5 кгс/см2.
ЭШ-драглайны с конвейера сходят со стрелами 40, 60, 75, 90, 100 метров в высоту и ковшами ёмкостью 4, 6, 10, 14, 15, 25, 50 м3. Некоторые бренды производят технику со стрелами до 120 метров в высоту и ковшами для больших объёмов вскрышных работ, которые вмещают от 40 до 100 м3.
Классический ЭШ снабжается стрелой, упряжью ковша, устройствами подъёмных и тяговых тросов. Чтобы оторвать ковш от забоя и поднять над землёй, применяется подъёмный трос. На предельном рабочем радиусе происходит выгрузка. Масса из ковша, при этом падает на землю россыпью.
В РФ, а также во времена СССР, существует система обозначений шагающих экскаваторов с указанием объёма ковша — в м3, и вылёта стрелы в метрах. К примеру, шагающий экскаватор модели ЭШ-15/90, с вместимостью ковша 15 м3, стрела обладает длину 90 м.
Устройство «ЭКГ 5А»
Данный карьерный шагающий экскаватор предназначен для разгрузки грунта. Стрела на нем устанавливается общей длиною 60 метров. При этом ковши для него подходят различной вместительности. Наиболее распространенной считается модель с емкостью 10 куб. метров. Угол наклона стрелы машинист регулировать способен. Поворачивается она в данном случае на 360 градусов. Шагающее ходовое оборудование экскаваторов «ЭКГ 5А» представляет набор механизмов вращения, а также привод. Платформы у модели способны предельную массу выдерживать на уровне 600 тонн. Параметр теоретической производительности устройства находится на уровне 620 куб. метров за час. Подъемное усилие стрелы зависит от выставленного градуса.
Глубина компания у экскаватора «ЭКГ 5А» составляет ровно 35 метров. При этом радиус выгрузки равняется 66 метрам. Просвет над поворотной основой имеется довольно большой. Отдельно также следует отметить значительную ширину хода на уровне 13 метров. Кузов у представленного экскаватора длину имеет 10 м. Для грунтов легкой крепости модификация «ЭКГ 5А» подходит отлично.
Самый большой шагающий экскаватор «Биг Маски». Фото
Самым тяжелым шагающим экскаватором в мире принято считать монстра, созданного в 60-х. Это ЭШ компании Бьюсайрус Эри (Bucyrus) Биг Маски 4250-W, который использовали на угольном разрезе, штат Огайо. Он усердно работал в течении около тридцати лет, и за всё свою трудовую жизнь переместил объём горной массы, которые, например, как минимум в два раза больше, чем объём земляных работ при постройке Панамского канала.
Экскаватор обладал следующими исполинскими размерами: имел «рост» 67,8 м, ширину — 46,2 м, и длину 148,6 м. Выражаясь простым языком, он имел размеры 22этажного дома Объём его корпуса внутри составлял 46х49х40 м. Весил же это чудище 13.500 тонн! Стрела имела длину 95 м, на ее конце был подвешен огромный ковш при помощи стальных трос диаметром 127 метров и весом 230 тонн! Это огромное «ротище» машины мог зачерпывать до 168 м3 породы. Этот титан передвигался на двадцатиметровых «лыжах».
Характеристики «ЭКГ 10»
Данный экскаватор, как правило, применяется для прокладки траншей. При этом для карьерных работ он также подходит. Производительность указанной модели находится на уровне 540 куб. метров на час. Ковш шагающего экскаватора используется в данном случае с вместительность 8 куб метров. Стрелу у «ЭКГ 10» машинист имеет возможность максимум подымать на 30 градусов. При этом предельное подъемное усилие располагается на отметке 400 кН. Высота выгрузки у этой модели составляет 27 метров. Просвет над поворотной платформой в данном случае имеется довольно большой. Ширина хода экскаватора «ЭКГ 10» максимум составляет 14 м.
Роторная спецтехника
Роторные шагари работают непрерывно, захватывая меньшее количество земли. Механизм работы роторного экскаватора основан на выдвижении стрелы, оснащенной несколькими ковшами. Подъем стрелы также осуществляется посредством тросов, запускаемых электролебедкой.
Роторный экскаватор применяется для разработки траншей с разгрузкой грунта
Эксплуатация роторных экскаваторов представлена следующими направлениями:
- выемка пород верхним и нижним ковшом;
- перемещение земли из забоев;
- перемещение грузов в транспорт;
- создание каналов и траншей;
- выборочная разработка пластов породы.
Роторные шагари отличаются от драглайновых аналогов более высокой производительностью, которую гарантирует непрерывный механизм работы. Однако обе модели одинаково используются в процессе работы в карьерах.
Р&Н 4100 ХРС
Пришло время представить самый мощный экскаватор в России, объем ковша которого равен 57м³. Произвели его в США, а используется при добыче угля на кузбасском угольном бассейне.
Именно с его вводом в эксплуатацию удалось на много увеличить объемы добычи, и на сегодня экскаватор помогает ежегодно добывать до 15 млн. тонн угля.
Всё в машине сделано для удобства операторов, ее обслуживающих. Механизмы обслуживают два человека, а в кабинах есть туалеты и место, где можно отдохнуть.
Как видим большие экскаваторы, в основном используются в карьерах добычи полезных ископаемых, и последующей их отгрузки для транспортировки.
Технический прогресс не стоит на месте, и новые вызовы горнодобывающей промышленности в будущем могут подвигнуть конструкторов ведущих компаний мира на создание более крупных механизмов, и, безусловно, появятся настоящие шедевры технологии горной разработки.
Marion 6360 «Captain»
Представим в ряду самых больших гусеничных экскаваторов и раритетный экземпляр, оставшийся лишь в памяти и на фотографиях.
После аварии, когда в механизме случилась неполадка, которая вызвала возгорание, было принято решение снять машину с эксплуатации и утилизировать.
Был построен в 1965 году, и был рассчитан для выполнения разнообразных работ. Высота стрел равнялась 67 метров, а весил Мэрион более 13 тысяч тонн.
Bagger 288
Экскаватор может работать без остановок благодаря ковшам, расположенным вокруг всего колеса. Создавался он по заказу компании, которая добывает ценные породы из земных глубин. Вес техники составляет 13500 тонн, а для его обслуживания необходима группа из 4 человек. Bagger 288 признан еще и одним из самых красивых экскаваторов.
Большая и с виду страшная техника помогает добывать ценные породы. На создание и разработку подобной машины может уходить не один год.
Особенности устройства «ЭШ 15.100»
Данный экскаватор чаще всего можно встретить на строительных площадках, где прокладываются траншеи. Мощность его механизма тяги достигает целых 450 кВт. При этом система хода имеет только 200 кВт. Отдельно стоит упомянуть о довольно прочной стреле трубчатого типа, которая концевую нагрузку выдерживает примерно 35 тс. Вместительность ковша в данном случае составляет 11 куб. метров. Просвет под задней частью имеется длиною не более 1.3 метра. Продолжительность рабочего цикла у экскаватора «ЭШ 15.100» не превышает 60 с. Глубина копания при этом равняется 30 метров. Во время эксплуатации предельное давление на грунт оказывается в 0.005 МПа.
