Конструкция одноковшового экскаватора формируется в первую очередь типом его рабочего оборудования, а также особенностями устройства основных рабочих механизмов, таких как механизмы подъема и напора. Для ведения открытых горных работ применяются несколько ключевых типов одноковшовых экскаваторов: шагающие экскаваторы, механические лопаты (мехлопаты) и экскаваторы с гидравлическим приводом.
Основные конструктивные схемы карьерных экскаваторов
В карьерных экскаваторах, таких как модели типа ЭКГ, реализованы различные инженерные решения от ведущих производителей:
- Конструктивная схема, разработанная Машиностроительной корпорацией «Уралмаш» (г. Екатеринбург).
- Схема, применяемая ОАО «ИЗ-КАРТЭКС».
- Схема Superfront от американской фирмы MARION.
- Инновационная схема роторно-ковшового экскаватора, сочетающая преимущества разных типов машин.
Экскаватор Superfront: особенности и принцип работы
Рис. 3.1.10. Экскаватор Superfront:
На схеме обозначены: 1 — ковш; 2 — рукоять; 3 — стрела; 4 — рама; 5 — напорный гидроцилиндр.
Конструкция Superfront отличается не только специфическим погрузочным оборудованием, но и применением гидравлического привода в механизме напора. При работе ковш движется поступательно, оставаясь на уровне стоянки машины. Это позволяет использовать потенциальную энергию опускающегося рабочего оборудования для преодоления сопротивления грунта при внедрении ковша, что в итоге приводит к снижению энергозатрат на процесс экскавации.
Размещение гидравлической системы на платформе упрощает техническое обслуживание и ремонт, исключая необходимость сезонной замены рабочей жидкости. Однако сложность конструкции рабочего оборудования является недостатком, снижающим общую надежность этой модели.
Сравнение экскаваторов российского производства
На карьерах России широко эксплуатируются механические лопаты отечественного производства. Модели от МК «Уралмаш» (например, ЭКГ-5А, ЭКГ-12, ЭКГ-20) обладают повышенными выемочными возможностями. Это достигается за счет устойчивости ковша, который крепится на двухбалочной рукояти, и применения зубчато-реечного механизма напора, что позволяет эффективно противостоять разнонаправленным внешним нагрузкам.
Экскаваторы от ОАО «ИЗ-КАРТЭКС» (такие как ЭКГ-8И, ЭКГ-15) характеризуются меньшей нагруженностью основных элементов конструкции. Это стало возможным благодаря использованию однобалочной рукояти круглого сечения, которая разгружена от крутящих моментов, и канатного механизма напора.
Перспективная схема: роторно-ковшовый экскаватор
Схема роторно-ковшового экскаватора представляет собой гибридное решение. Она сочетает высокие силовые возможности, характерные для карьерных одноковшовых экскаваторов, с непрерывностью рабочего процесса и высокой производительностью, присущими роторным экскаваторам. Это делает данную схему перспективной для задач, требующих как мощности, так и эффективности.
В целом, конструктивные схемы шагающих и гидравлических экскаваторов имеют принципиальные различия главным образом в исполнении рабочего оборудования, что и определяет область их наиболее эффективного применения.