Ходовое оборудование экскаватора — это комплекс механизмов, предназначенных для перемещения машины по рабочей площадке и обеспечения её устойчивого положения во время выполнения земляных работ. В случае с многоковшовыми моделями эта система также отвечает за точную подачу агрегата на величину срезаемой грунтовой стружки, что относит её к элементам рабочего оборудования.
Ключевые требования к ходовым системам
К ходовому оборудованию экскаваторов как цикличного, так и непрерывного действия предъявляется ряд общих технических требований. Оно должно обеспечивать достаточную силу тяги, оптимальную скорость и высокую манёвренность машины. Система обязана позволять технике преодолевать заданные подъёмы и уклоны местности. Важными параметрами являются относительно небольшая масса при сохранении допустимого давления на грунт (как среднего, так и пикового), а также устойчивость при любых изменениях положения центра тяжести. Конструкция должна минимизировать динамические нагрузки при движении, обладать малым сопротивлением перемещению, включать минимальное число быстроизнашивающихся компонентов и отличаться удобством в обслуживании и долговечностью.
Для многоковшовых экскаваторов существуют дополнительные, специфические требования. Их ходовая часть должна гарантировать высокую точность перемещений и создавать минимальное давление на грунт. Это необходимо для того, чтобы исключить разрушение основания при многократных проездах по одному и тому же участку.
Основные типы ходового оборудования
В зависимости от условий эксплуатации и назначения машины применяются несколько основных типов ходового оборудования: гусеничное, шагающее, рельсовое, шагающе-рельсовое и пневмоколёсное.
Гусеничный ход
Этот тип отличается высокой устойчивостью (особенно у машин с несколькими гусеничными лентами), отличными тягово-сцепными характеристиками и способностью преодолевать значительные уклоны — до 23 градусов. Он обеспечивает хорошую проходимость, низкое удельное давление на грунт и универсальность применения. К недостаткам можно отнести большую массу (рама и ходовая часть могут составлять до половины веса всей машины), сложность конструкции, быстрый износ движущихся элементов и относительно невысокую манёвренность многогусеничных моделей. Гусеничный ход применяется на экскаваторах практически всех типов (за исключением наиболее мощных драглайнов), которые не требуют частых и скоростных перемещений на большие расстояния.
Шагающий ход
Главные преимущества шагающего оборудования — чрезвычайно низкое давление на основание (может достигать 0,1 МПа) и небольшая масса, составляющая всего 10–12% от веса машины. Оно также обеспечивает высокие манёвренность и устойчивость на рабочей площадке. Однако ему свойственна цикличность и низкая скорость передвижения. Процесс шагания требует подъёма всей машины, а волочение передней части опорной базы по грунту приводит к его смятию и высоким энергозатратам. Эти особенности ограничивают применение шагающего хода, который в основном используется на драглайнах и отвалообразователях, работающих на грунтах со сравнительно низкой несущей способностью.
Рельсовый ход
Рельсовое оборудование характеризуется малым сопротивлением движению, плавностью хода, высокой скоростью и строгой направленностью перемещения. Его элементы отличаются незначительным износом и большой долговечностью. Существенными минусами являются необходимость трудоёмкого монтажа и переноса железнодорожных путей, ограниченная манёвренность и нагрузка на колесо (не более 0,25 МН). Кроме того, такая ходовая часть имеет большие габариты, а колёса обладают низким коэффициентом сцепления с рельсами, что ограничивает преодолеваемый уклон 6 градусами. Рельсовый ход применяется в основном на цепных многоковшовых экскаваторах, интегрированных в комплексы с транспортно-отвальными мостами, отвалообразователями и абзетцерами.
Шагающе-рельсовый ход
Эта комбинированная система сочетает в себе высокую манёвренность, возможность дозированного, плавного и быстрого перемещения, а также низкое давление на опорную поверхность. Она отличается малым сопротивлением движению, незначительным износом деталей и отличной устойчивостью машины в рабочем положении. К недостаткам относят большую массу (до 50% от общего веса экскаватора), необходимость подъёма машины при шагании и цикличность этого процесса. Шагающе-рельсовое оборудование находит применение на мощных роторных экскаваторах, отвалообразователях и драглайнах, эксплуатируемых на слабых, неустойчивых грунтах.
Пневмоколёсный ход
Пневмоколёсное оборудование обеспечивает самые высокие скорости передвижения (до 70 км/ч) и выдающуюся манёвренность. Оно имеет небольшую массу, малое сопротивление качению, относительно простую конструкцию и универсальность. Однако быстрый износ шин в жёстких карьерных условиях, высокая стоимость (20–40% от цены всей машины), повышенное давление на грунт и ограниченная нагрузка на колесо сужают сферу его применения. Этот тип хода преимущественно используется на мобильных гидравлических экскаваторах.