Какова производительность экскаватора в час и в смену, расчет эксплуатационной производительности экскаватора

Конструкция гусеничного экскаватора

Как устроен гусеничный экскаватор? Видео на эту тему можно найти на многих ресурсах в Интернете. Конструкция состоит из тележки, оборудованной ходовой рамой, выполненной из стали высокой прочности. Рама служит основой, на которой размещаются особые гусеничные траки, состоящие из последовательно соединенных между собой звеньев. Может применяться стандартный тип ленты или же с увеличенными по ширине и длине параметрами. Более широкие ленты повышают проходимость и устойчивость машины. Для натяжения гусеничной ленты и работы приводных цепей используются привод механический или же гидравлические цилиндры. Характеристики экскаватора гусеничного включают тип двигателя: он может быть либо дизельным, либо электрическим. Гидравлическая система обеспечивает возможность разворота платформы в процессе работы– экскавации. Гидравлические модели начали производить в середине 1950 годов. В 1954 году в Германии был разработан первый экземпляр полноповоротного гидравлического экскаватора. А в 1980-х этот тип получил наибольшее распространение.

В движение гусеницы экскаватора приводятся с помощью ведущих и опорных колес, роликов поддерживающих, устройства натяжного и направляющего колеса.

Эксплуатационная производительность

Чаще всего рассчитывается эксплуатационная производительность экскаватора в смену, так как в пределах часа бывает довольно сложно учесть все возможные простои и заминки. Но, естественно, для этого сначала нужно произвести подсчеты для одного часа, чтобы затем высчитать усредненный показатель для смены. И в данном случае вам придется потрудиться, так как формула для данного типа производительности является самой сложной. Но так кажется только на первый взгляд, потому что на самом деле данная формула полностью повторяет предыдущую, только дополняя ее еще одной переменной – коэффициент использования машины в течение конкретного времени, именно он и определяет все простои и заминки. В результате, как и в предыдущих случаях, получается производительность экскаватора м3 в час, что очень удобно затем использовать для перевода в смены – естественно, в зависимости от их продолжительности.

«JCB»

Серия экскаваторной техники JCB включает более десятка моделей, эксплуатационная масса лежит в диапазоне от 11 до 47 тонн. Область применения машин довольно широка: от рытья траншей и котлованов до погрузочно-разгрузочных и других работ. Гусеничные экскаваторы JCB могут блокироваться при повышенных нагрузках. Техника может работать в условиях воздействия пыли и влаги, агрессивных сред и резких перепадов температур.

JS205LR

Компанией JCB India освоен выпуск нового гусеничного экскаватора марки JS205LR, агрегат может эксплуатироваться в разных климатических условия. Его особенность в том, что он оснащен удлиненной стрелой, длина которой составляет 8,7 м, а длина рукояти — 6,4 метров. Рабочий радиус составляет 15,6 м. Подобная техника может применяться в следующих сферах:

• добыча гайки и речного песка;
• уход за дном речных и морских их водоёмов;
• строительство каналов и систем водоотвода.

Двигатель имеет объём 5,9 л. Стрела и рукоять Stalker выполнены из высокопрочной стали и усилены внутренними распорками. Впечатляет усилие отрыва — 155 кН. В кабине эргономично расположены элементы управления. Есть звуковая и визуальная сигнализация, срабатывающая при низком уровне охлаждающей жидкости и высокой температуре гидравлического масла. Экскаватор прост в управлении. Все параметры отражаются на аналоговом дисплее. Комфортабельная кабина облегчает условия работы машиниста, что приводит увеличение производительности.

Мощность двигателя составляет 140 кВт, эксплуатационная масса — 23,1 т, глубина копания — 12 м.

Достоинства:

• простота обслуживания;
• увеличенный рабочий радиус;
• многофункциональность;
• надежность.

Недостатки:

• нет.

Удлинённое рабочее оборудование Reschke Rus в работе

Terex TX-210 (Экскаватор-амфибия)

Длина 16 метров, планировочный ковш 1800 мм, доп.контргруз 2 тонны

HITAСHI ZX670-5G

Удлиненное рабочее оборудование 18 метров, ковш 1000 литров, доп.контргруз 3 тонны

CATERPILLAR 320 D

Длина 16 метров, планировочный ковш 1800 мм, доп.контргруз 2 тонны

CATERPILLAR 320 D

Длина 16 метров, дренажный ковш, доп.контргруз 2 тонны

VOLVO EC700

Усиленная рукоять 2.9 м

HITACHI ZX670-5G

Удлиненное рабочее оборудование 22 метра, фреза роторная SIMEX, доп. контргруз 3,5 тонны

HITACHI EX1200-5D

Рукоять (прямая лопата)

LIEBHERR R924

Дополнительная рукоять 2000 мм

HYUNDAI R250

Удлинитель рукояти 3000 мм

CATERPILLAR 320 D2L

Длина 15000 мм, планировочный ковш 1500 мм, доп. контргруз 2 тонны

CATERPILLAR 320 D2L

Длина 16000 мм, ковш 550 литров, доп. контргруз 1,8 тонны

VOLVO EC 250 DL

Длина 18000 мм, ковш для легких материалов 750 литров, доп. контргруз 2 тонны

Факторы и величины воздействия

Производительность экскаваторов зависит от множества факторов, которые более или менее весомо влияют на конечный результат работы. Размеры статьи не позволяют проанализировать все воздействующие факторы. Поэтому в следующих разделах статьи мы опишем лишь наиболее важные из них.

Грунты 6-й и 7-й категорий, как правило, взрываются или разрыхляются кирковочным оборудованием бульдозеров, прежде чем их можно будет разрабатывать экскаватором. Остальные грунты можно копать без предварительной подготовки.

Твердость и трещиноватость грунтов влияют на процесс заполнения ковша. Чем более крупнокусковой грунт, тем больше время заполнения ковша и, следовательно, тем ниже производительность эксакаватора.

Другая характеристика, на которую надо обращать внимание, это плотность грунта. От нее зависит не только его твердость и прочность, но и масса. Чем больше масса грунта в ковше, тем меньше скорость и ускорение ковша при копании.

Классификация

Современные модели гусеничных экскаваторов имеют достаточно много различий, хотя по основным компонентам практически идентичны. Классификация техники осуществляется по следующим критериям.

По количеству ковшей:

• одноковшовые – универсальные, подходят для выполнения работ, связанных с погрузкой материалов и копанием грунта;
• многоковшовые – специализированные, применяются преимущественно для рытья траншей и котлованов.

По типу двигателя:

• электрический – подходит для работы в туннелях и других закрытых пространствах;
• дизельный – обладает большей мощностью и используется на открытых площадках.

По приводу рабочего органа:

• гидравлический – обеспечивает выполнение сразу двух движений (копание, разворот);
• механический – простой и надежный в использовании.

По форме ковша:

• прямая лопата – способна разворачиваться при заборе породы;
• строительный ковш – более вместительный и прочный.

По типу шасси:

• нормальное – подходит для стандартных условий эксплуатации;
• уширенно-удлиненное – обеспечивает устойчивость и проходимость на бездорожье.

Рабочие инструменты

Конструкция гусеничных экскаваторов позволяет оснащать их различными видами съемного оборудования. Вместо штатного ковша оператор может самостоятельно установить на поворотную рукоять любые необходимые инструменты. Чаще всего для оснащения экскаваторов на гусеничном ходу используются гидромолоты, грейферные челюсти, зубы-рыхлители, гидробуры, бревнозахваты, гидроножницы. Также в качестве замены ковша нередко используются копровые мачты и различные крюки. Все это позволяет существенно расширить перечень задач, которые можно решить при использовании всего одной единицы техники.

Основные переменные

Итак, что же вам нужно учитывать, чтобы максимально точно рассчитать производительность экскаватора? Естественно, вы должны понимать, что существует несколько видов производительности, для которых будет своя собственная формула, в которой могут участвовать другие переменные, поэтому универсального набора не существует. Но практически везде можно встретить показатель вместимости или объема ковша, который является самым важным при выполнении расчета. Ну а остальными переменными могут быть и число циклов повторяющихся действий в единицу времени, различные коэффициенты, если они учитываются, например, коэффициент разрыхления грунта, а также даже время, которое затрачивается на выгрузку, поворот ковша и так далее. В общем, вам нужно будет учитывать очень многие параметры, чтобы максимально точно могла быть подсчитана любая, даже эксплуатационная производительность экскаватора, которая является самым востребованным видом данных.

Усилие отрыва

Усилие отрыва FL – то усилие, которое воздействует на кромку зубъев от гидроцилиндра ковша. Измеряется оно тангенциально по радиусу поворота ковша. Ковш при этом устанавливается в такое положение, при котором момент копания, созданный гидроцилиндром ковша и рычагом поворота ковша (при обратной лопате), наибольший.

На рисунке 1 изображено положение, когда гидроцилиндр поворота ковша создает наибольшее плечо рычага. Для копания твердого грунта лучше всего выбирать ковш с небольшим радиусом поворота, чтобы тем самым увеличивать усилие отрыва.

Преимущества

Гусеничная ходовая и прочие конструктивные особенности наделяют спецтехнику данного вида многочисленными достоинствами и делают абсолютным лидером в своем сегменте.

• Повышенная проходимость. Техника демонстрирует стабильность при перемещении по сельской местности, грунтовым дорогам, лесной просеке и бездорожью.
• Маневренность. Гусеничные экскаваторы могут разворачиваться в любом месте, а также перемещать рабочий орган с поворотом на 360°.
• Надежность. Машины стойко переносят суровые климатические условия и эффективно работают даже при больших нагрузках.
• Универсальность. Многообразие навесного оборудование позволяет технике выполнять задачи разного типа – от копания траншей до погрузки материалов.
• Устойчивость. Машины на гусеничном ходу легко преодолевают сложный рельеф, взбираясь на самые крутые склоны, и надежно защищены от опрокидывания.

Оператор (экскаваторщик)

Этот фактор воздействия – весьма значительный. Оператор в зависимости от его состояния, знаний, опыта может существенно повлиять на результаты работы. Оператор должен хорошо знать все функции своей машины, и поэтому его обучение – самая важная предпосылка для достижения высокой производительности.

Из опыта практической работы: на производительность может отрицательно влиять намерение оператора увеличить коэффициент заполнения ковша, удлиняя время заполнения, или же, несмотря на неполную загрузку ковша, сокращать цикл копания и тем самым повышать количество разгруженных ковшей за определенный период загрузки.

Еще один фактор – стиль управления экскаватором. Опытные операторы выполняют все движения копания одновременно. В таких случаях движения при копании выглядят плавными. У других операторов получается, что каждая операция выполняется отдельно, друг за другом, и в результате понижается производительность.

Подводя итог, можно сказать, что подбор операторов существенно влияет на результаты погрузочно-транспортных работ и на износ и содержание рабочих органов экскаваторов.

Теоретическая производительность

Ни для кого не секрет, что эксплуатационная производительность экскаватора является самым важным видом, так как она максимально приближена к реальным расчетам. Но о ней речь пойдет позже, так как ее можно отнести к практическим типам. А для начала лучше обратить внимание на теорию, а именно на теоретическую производительность, которую также называют конструктивной. С ее помощью можно рассчитать объем работ, который экскаватор может совершить за час без перерывов. Для этого общая вместительность ковша умножается на количество циклов, совершаемых машиной, а также на 60, чтобы узнать результат. Он будет выражен в кубических метрах в час. Именно так и производится расчет производительности экскаватора на бумаге, но все прекрасно знают, что идеальных условий не существует, поэтому для более практического подхода существуют другие формулы

Технические характеристики

Каждый вид гусеничных экскаваторов имеет стандартный набор узлов: ходовую раму, поворотную платформу, кабину и рабочий блок с рукоятью и ковшом. При этом модели обладают особыми техническими характеристиками и функциональными возможностями. Чтобы техника идеально подошла под конкретные задачи, нужно обязательно учесть такие параметры, как:

• габариты,
• полезная мощность,
• скорость передвижения,
• общая масса,
• тип гусеничного шасси,
• конструкция и вместительность ковша.

Техника Volvo

При производстве гусеничных экскаваторов Volvo используются новейшие технологические разработки известной французской корпорации. Конкурентоспособность гусеничных экскаваторов, производимых фирмой, не ставится под сомнение. Агрегаты Volvo характеризуются увеличенным временем межсервисных интервалов, благодаря этому они работают с минимальными затратами на обслуживание. Это и многое другое позволяет обеспечить колоссальную рентабельность бизнеса. Благодаря современной системе управления машинист может плавно и эффективно управлять работой техники.

Volvo EC200DL

Типичный представитель данной фирмы — Volvo EC200DL. Машина укомплектована современным мощнейшим двигателем Volvo D5 собственного производства. Его экономичность позволяет в значительной степени снизить затраты на эксплуатацию спецтехники. В сочетании с высокоэффективной гидравликой обеспечивается надежность и мощь. Топливо расходуется крайне экономно, поэтому хорошей фишкой является бесперебойная работа в течение длительного времени. Максимальная производительность и умеренная стоимость делает агрегаты конкурентоспособными на рынке спецтехники.

Технические характеристики Volvo EC200DL:

• эксплуатационная масса — от 19 800 до 20 300 кг;
• полная мощность — 123 кВт;
• объем ковша- 0,92 кубометров;
• максимальный вылет стрелы — 9, 840 метров;
• наибольшая глубина выемки -6, 680 метров.

Достоинства:

• экономичность;;
• многофункциональность;
• высокая производительность;
• надежность.

Недостатки:

• нет.

Volvo EC380DL

Тяжелую работу лучше доверить большим и надежным машинам. Гидравлические экскаваторы Volvo EC380DL имеют рабочие характеристики, достойные уважения. Тяжёлая повседневная работа в горной добыче, строительстве, крупномасштабном строительстве дорог под силу карьерным экскаваторам Volvo EC380DL. Они позволяют выполнять большие объемы работы ежедневно и ежечасно. Основное отличие экскаваторов EC380DL- большие ковши, плавное управление и высокая экономия топлива.

Полная мощность составляет 208 кВт, объем двигателя — 283 л.с. Объем ковша — от 1,6 до 3 кубометров.

Достоинства:

• большая мощность;
• высокая производительность
• многофункциональность;
• надежность.

Недостатки:

• нет.

Усилие разрыва

Усилие разтрыва FR экскаватора – это усилие, созданное гидроцилиндром рукояти на режущей кромке или зубъях ковша. Это усилие высчитывают или измеряют тангенциально к радиусу R. Максимальное усилие разрыва возникает, когда гидроцилиндр рукояти располжен перпендикулярно (90°) к плоскости, которая проходит через точку вращения рукояти на стреле. Ковш и в этом случае должен находиться в положении максимального усилия отрыва.

Модельный ряд

Серия CASE CX насчитывает более 15 базовых моделей, которые послужили основой для создания различных модификаций. Конструктивных отличий между прототипом и созданной на его базе модификацией нет. Производители обычно вносят некоторые улучшения, позволяющие технике справляться с дополнительным видом работ или решать задачи в более сложных условиях. В качестве примера, рассмотрим несколько базовых моделей гусеничных экскаваторов CASE CX.

CASE CX 700

Это тяжёлый полноповоротный экскаватор, массой 69.5 тонн. Здесь установлен турбированный шестицилиндровый двигатель ISUSU AH-6WG1X, производительностью 317 кВт. Максимальный вылет стрелы составляет 14.3 метра, что обеспечивает глубину копания 9.8 м. Это прототип на основе которой была создана модель CASE CX 700B. Модификация предназначена для работы в более сложных условиях, что отразилось на конструкции. Вес был снижен до 68.9 тонн, глубина копания «упала» до 8.9 м. Зато техника оснащается более мощным двигателем – 345 кВт, что увеличило силу тяги до 462 кН.

CASE CX75SR

Конструкционная масса экскаватора 7.9 тонн, в качестве силовой установки используется четырёхцилиндровый двигатель ISUSU AU-4LE2X, мощностью 54 л. с. Индекс «SR» указывает на малый радиус поворота рабочей платформы – 1 240 миллиметров в задней части. Вылет стрелы над уровнем земли составляет 6.3 метра, глубина копания – 4.5 м. На базе техники была создана модификация CX 75SR LR, массой в 8.4 тонны. Индекс «LR» указывает, что у техники увеличен вылет стрелы и длина рукояти ковша. В нашем случае досягаемость стрелы составляет 8.9 метра, глубина выемки грунта – 6.4 м. Номинальный объём ковша для каждой модели составляет: 0.54 м3.

CASE CX80 и CX80B

Это полностью идентичные модели полноповоротных экскаваторов. Вес техники – 8.4 тонны, вылет стрелы 7.2 метра, глубина копания: 4.5 м. Здесь используются двигатели ISUSU AU-4LE2X, производительностью 40 кВт.

CASE СХ130

Масса гусеничного экскаватора составляет 12 тонн. Здесь штатно устанавливается четырёхцилиндровый дизельный агрегат ISUSU BB-4BG1T, мощностью 94 л. с. Ширина гусеничного полотна изменяемая, этот параметр варьируется в пределах 500-700 мм. Глубина копания 6 метров, при номинальной досягаемости стрелы – 8.6 м.

CASE СХ160

Тяжёлый гусеничный экскаватор, весом 17.4 тонны. Под крышкой моторного отсека расположен четырёхцилиндровый дизель ISUSU AI-4JJ1X, производительностью 120 л. с. Вместительность топливного бака и системы гидравлики составляет 300 и 90 литров соответственно. Номинальный объём ковша 0.95 м3, вылет стрелы – 9.2 метра, глубина копания: 6.4 м.

Что показывают OFR-отчеты

Общий вид карьера клиента со схемой плеча отката самосвала
Это вид сверху на карьер, где добывают строительный песок для производства бетона и кладочных растворов. Владелец карьера, многопрофильная строительная корпорация, пригласила application engineer от «КОМЕК», чтобы подобрать оптимальную новую технику. Клиенты рассчитывали увеличить производительность, приобретя новый бульдозер для вскрышных работ и 20–30-тонный экскаватор для работы на вскрышном участке.

Как рассчитывалась производительность экскаваторов Komatsu

Вводные данные, с которыми работал «КОМЕК»:

• плановый режим работы карьера: дни/год и часы/смена;
• объем вскрышных работ;
• объемный вес грунта в тоннах на кубометр;
• коэффициент разрыхления грунта;
• действующая на карьере техника и ее показатели:
• часовая производительность экскаваторов клиента (ЭО 4121);
• объем кузова самосвалов и плечо отката самосвалов до отвала;
• средняя продолжительность рейса самосвала;
• максимально возможный объем перемещения грунта действующей техникой клиента;
• производительность комплекса при использовании экскаваторов Komatsu PC220-8M0, РС300-8M0 и PC400SE-7:

1. с самосвалами клиента (КрАЗ-255 с объемом кузова 8,8 м3);
2. с возможной заменой самосвалов на 20-тонные Камаз-6520.

Расчеты текущей эффективности техники на карьере показали: машины сильно изношены (коэффициент технической готовности — не выше 50 %), нет смысла даже использовать два самосвала на один экскаватор, его загрузка будет всего 46 %.
Моделирование с новыми экскаваторами Komatsu дало такую картину:

Если заменить экскаватор клиента ЭО 4121 на экскаваторы Komatsu PC220 и РС300 с двумя самосвалами на каждый, производительность составит 161 и 185 м³/час. Эффективность использования экскаваторов составит 72 и 70 %, самосвалов — 75 и 82 %. Но отчеты составляются непредвзято. Потому исследователь отметил: самосвалы КрАЗ в этом случае будут работать на пределе своих возможностей. Из-за огромной наработки они просто не смогут достигнуть расчетных показателей, новые экскаваторы будут простаивать и не принесут владельцу той прибыли, на которую он рассчитывает.
Максимальную производительность на карьере можно было бы получить, заменив парк самосвалов на более новые машины большей вместимости, а экскаватор — на РС400-7SE.

Но в данной ситуации полная замена всей техники в цепочке — это совсем не те расходы, на которые рассчитывал клиент.

Как рассчитывалась производительность бульдозеров Komatsu

В исследовании отдельно считалась производительность бульдозеров Komatsu на вскрышных работах в этом же карьере.
Для расчетов использовались характеристики бульдозеров Komatsu D65EX-16 и Komatsu D155-А5: их производительность без предварительного рыхления грунта и с использованием рыхлительного оборудования.
Учитывались такие вводные:

• тип грунта;
• заполняемость отвала;
• возможное проскальзывание гусениц;
• скорость перемещения земснаряда;
• расстояние перемещения.

Расчеты показали такую производительность бульдозеров на песчаном карьере (при среднем расстоянии перемещения и рыхления 40 м).
Моделирование производительности бульдозеров при совмещении рыхления и толкания грунта.

В итоговых рекомендациях клиенту значилось: с бульдозером D155-А5 с полусферическим отвалом выемка 15 000 м³ без предварительного рыхления займет 5 рабочих смен по 11 часов. А если совмещать рыхление и толкание, то 13 рабочих смен.
Итак, в отчете владелец карьера получил объективный аудит производительности его объекта и парка техники и советы, как и за счет чего можно нарастить эффективность работ. Так получилось, что клиента фактически отговорили от приобретения экскаваторов, раз его парк самосвалов не позволяет реализовать их возможности. В итоге компания арендовала у «КОМЕК МАШИНЕРИ» тяжелый бульдозер на этот карьер.

Экскаваторы Hitachi

Одна из крупных многопрофильных корпораций — Hitachi Ltd. В ее составе более 1000 мелких предприятий, где налажено производство экскаваторов со средней и тяжелой массой от 1 до 85 тонн (Hitachi – ZX-3) и тяжеловесных машин массой от 114 до 811 тонн(EX-6). Многие могут работать в труднодоступных местах. Тропические исполнения рассчитаны на работу при температуре +450С. При установке дополнительного оборудования (автономное отопление кабины, предпусковой подогреватель двигателя, подогрев гидромоторов) экскаваторы могут работать в северных условиях.

Hitachi ZX 330

Технику относят к среднему классу, но она во многом превосходит аналогичные образцы. Гусеничный экскаватор отличается своей многофункциональностью, а также он адаптирован к различным климатическим условиям. Сменные рабочие инструменты позволяют выполнять различные задачи:

• прокладывание котлованов под фундамент при строительстве;
• рытье траншей для инженерных коммуникаций;
• подготовка насыпи при строительстве автомагистралей;
• дробление твердых пород;
• очистка водоемов от ила;
• демонтаж сооружений под снос;
• лесозаготовки.

Прочная конструкция выдерживает огромные нагрузки. Надежная японская техника на 100% соответствует международным экологическим требованиям.

Некоторые разновидности модельного ряда:

1. Hitachi ZX330-3 (топливный бак увеличен до 630 литров, что увеличивает время работы без дозаправки).
2. Hitachi ZX330LC-3 (усовершенствованы некоторые механизмы и доработана кабина).

Достоинства:

• адаптация к разным климатическим условиям;
• сниженное количество токсичных выхлопов.
• простота обслуживания;
• многофункциональность;
• высокая производительность.

Недостатки:

• малоподвижность;
• низкая скорость перемещения.

Hyundai

Заводы Hyundai по производству тяжёлой техники есть во многих странах, в  том числе в Китае, Индии, Бразилии. Спецтехнику, выпускаемую под маркой, отличает высокая надежность и отличное качество. Техника Hyundai укомплектована дизельными двигателями, которые производят корпорации Mitsubishi и Cummins, силовые агрегаты являются результатами собственных разработок.

R35-7, R-110-7, R-140LC-7, R-800LC-7A

Современная линейка гусеничных экскаваторов Hyundai начинается с модели R35-7, ее вес — 3,3 тонны, мощность двигателя — 36,7 л.с., глубина траншей – 3,2 метра. Экскаватор имеет компактные размеры и востребован при работе на небольших участках, то есть там, где  крупногабаритной технике сложно подобраться. Вес экскаваторов среднего класса колеблется от 11 и 13 тонн.

Здесь можно поговорить о R-110-7 и R-140LC-7.  Объём ковша этих моделей — 0,6 куб. м. Почётное право завершить ряд предоставлено экскаватору на гусеничном ходу Huyndai R-800LC-7A. Он весит 82,3 тонны и способен прокопать траншею глубиной до 7,2 метра. Мощность двигателя составляет 460 л.с. Впечатляет вместимость ковша — 4.5 куб. м. Из целой серии подобных агрегатов заказчик может выбрать любую модель, которая подойдет для конкретной поставленной задачи.

Достоинства:

• высокая надежность;
• вместимость ковша;
• высокая мощность;
• компактность;
• многофункциональность;
• надежность.

Недостатки:

• нет.

Экскаваторы производства Terex

Крупнейшая американская компания Terex Corporation производит технику для дорожного строительства, нефте- и горнодобывающей промышленности, коммунального хозяйства. Продукция широкого спектра реализуется более чем в 170 странах мира. Надежные агрегаты этой фирмы еще никогда не подводили. Из всей линейки выпускаемых машин хочется остановиться на двух моделях.

Машины серии TX предназначены для выполнения функций:

• рытье котлованов и траншей различной глубины;
• рыхление промерзшего грунта, величина кусков не должна превышать 400 мм;
• разрыхление скальных пород;
• погрузочные работы с сыпучими материалами.

TX 220, TX 270, TX 300

Достойный представитель концерна — экскаватор типа TX 220. Многоцелевой агрегат предназначен для рытья траншей, погрузочно-разгрузочных работ сыпучих материалов, мерзлого грунта и др. Экономичный двигатель ЯМЗ 536 имеет мощность 147 кВт. Имеется 7 режимов управления. Блок радиаторов следит за температурой системы двигателя. Гидросистема охлаждается вентилятором итальянского производства. Внутренний объём кабины составляет 2,7 кубических метра. Эргономичное рабочее место позволяет машинисту работать с максимальным комфортом. Передние и задние окна могут открываться, есть форточки на дверях.

Экскаватор выпускается в двух исполнениях: для стандартной колеи с гусеничной лентой 600 мм и для узкой колеи с лентой 500 мм. Двигатель способен работать в диапазоне температур от -40 до +40 градусов Цельсия. Машина проста в эксплуатации, благодаря облегчённой системе доступа к узлам и агрегатам. Экскаватор оснащен различным оборудованием: ковши разной формы и объема, гидромолот, грейфер гидроножницы, рыхлитель.

Многофункциональный дисплей позволяет отслеживать расход топлива, температуру охлаждающей жидкости, обороты двигателя, уровень заряда аккумулятора. Рабочее место оператора оснащено комфортным сиденьем с высокой спинкой, имеются подлокотники и подголовник.

Благодаря конструкции рабочего оборудования обеспечиваются высокие параметры работы. Можно усилить глубину и радиус копания или использовать технику для работы на разных грунтах.
Агрегат удобен при транспортировке за счёт фиксации стрелы в нужном положении. Обширные функциональные возможности достигаются за счет применения разнообразных приспособлений. Продумана система освещения: имеются пять фонарей на кабине, три фонаря на поворотной платформе. Они обеспечивают освещение рабочей зоны при работе в темноте.

Экскаватор TX 270 более высокого класса по характеристикам не уступает предыдущей модели: мощность двигателя составляет 147 кВт, эксплуатационная масса — 28 т, глубина копания, мм — 7.1 м.

Гусеничный гидравлический экскаватор TX 300 по техническим параметрам превосходит своего собрата. Мощность двигателя достигает уже 190 кВт. Эксплуатационная масса повышена до 32 т. Максимальная глубина копания достигает 7.6 м.

Достоинства:

• многофункциональность;
• высокая производительность;
• простота обслуживания;
• надежность.

Недостатки:

• нет.

Ковш

Ковш – главный инструмент каждого экскаватора в горнодобывающей промышленности. Он имеет решительное значение для работы экскаватора, потому что без него экскаватор не работоспособен. При выборе конструкции ковша необходимо соблюдать следующие условия, оказывающие решающее влияние на эффективность ковша при копании.

Сопротивление копанию – жизненно важный фактор для производительности экскаватора. При большом сопротивлении копанию экскаватор нуждается в большой мощности, чтобы заполнить ковш. В случае недостаточной мощности для заполнения ковша оператору придется выполнять дополнительные вспомогательные действия, чтобы заполнить ковш. Но от этого увеличивается время заполнения ковша и существенно сокращается производительность. При низком сопротивлении копанию время, необходимое для заполнения ковша, уменьшается.

Сопротивление копанию – это сила, которую можно посчитать по следующей формуле:

ka – удельное сопротивление копанию [H/cм2];

A – площадь поперечного сечения ковша [м2].

Удельное сопротивление копанию зависит от категории грунта (см. таблицу 1).

Таблица 1. Коэффициент удельного сопротивления копанию (резанию)

Категория грунта	Состав грунта	Удельное сопротивление копанию (резанию) [Н/cм2]
1	Песок; супесь; мягкий и средний влажный и разрыхленный суглинок без включений	0,98–5,4
2	Суглинок без включений; гравий мелкий и средний; мягкая и влажная или разрыхленная глина	5,6–20,6
3	Суглинок крепкий; глина средняя, крепкая, влажная или разрыхленная; очень мягкие аргиллиты и аллевролиты; уголь очень мягкий, рыхлый	15,7–29,4
4	Суглинок крепкий со щебнем или галькой; глина крепкая и очень крепкая влажная; уголь мягкий; конгломерат очень слабосцементированный (мягкий)	25,5–43,15
5	Сланцы средние; глина и лёсс крепкие, сухие отвердевшие; глина спондиловая; мел; гипс; опоки; мергель; песчаники мягкие; конгломераты и уголь средней крепости; руда фосфоритовая и марганцевая мягкая; скальная порода, хорошо взорванная (куски не более 0,3–0,4 ширины ковша)	32,4–58,8
6	Ракушечник; известняк мягкий, пористый; мел; сланцы; мергель и гипс средней средней крепости; уголь крепкий Уголь очень крепкий; руда марганцевая крепкая	29,4–53,94 49,0–107,9
7	Сланцы; мергель; мел и гипс средней крепости; песчаник мягкий, мерзлые грунты	98,1–343,2
8	Скальные и мерзлые породы, хорошо взорванные	2,2–3,5

Другой фактор, от которого зависит удельное сопротивление копанию, поперечное сечение ковша А. Оно зависит от высоты кромки, высоты зубъев, числа зубъев, ширины боковой стенки и глубины копания (см. рис. 2).

В общем, можно сказать, что удельное сопротивление копанию увеличивается с возрастанием категории грунта.

Ширина ковша имеет особое влияние на работоспособность экскаватора. От ширины ковша зависит величина сопротивления копанию, которая связана также с типом грунта и вязкостью грунтовой массы (см. рис. 3).

Вязкость грунтовой массы зависит в основном от категории грунта и его трещиноватости. Грунт, имеющий вязкость 1, очень мягкий. Грунт, имеющий вязкость 8, скалистый и сильно трещиноватый, это означает, что он содержит крупнокусковые обломки скалы с малой долей малoзернистых фракций. Горную массу с показателем вязкости 3 можно легко грузить с меньшим усилием более широкими ковшами.

Вывод: ширину ковша нужно подобрать как можно больше. Но при этом, конечно, подбор ширины ковша должен согласоваться с общей геометрией ковша.

Боковые стенки или боковые кромки могут поглощать до 30% от суммарной энергии копания. Это значит, что сопротивление копанию сильно зависит от конфигурации боковых стенок ковша. Важную роль при этом играет угол наклона, т.е. угол между боковой кромкой и главной режущей кромкой (см. рис. 4).

По результатам исследований, угол наклона боковой стенки должен быть не меньше 54° и не больше 65°, чтобы снизить затраты энергии.

Также необходимо учесть при выборе конструкции ковша сужение боковых стенок, это видно на рис. 5.

Сужение боковых стенок положительно влияет на разгрузку ковша, особенно у сильно связных и мокрых грунтов. Эти грунты, например суглинок и супесь, очень интенсивно прилипают к стенкам ковша. С целью уменьшения этого эффекта прилипания боковые стенки сужаются.

Дополнительная причина сужения – уменьшение трения грунта о боковые стенки. Уменьшение трения грунта всегда уменьшает сопротивление копанию.

Трение грунта опять же зависит от категории грунта и его влажности. При копании скалистых грунтов сужение боковых стенок играет малую роль, т.к. трение остается равномерным. При копании песчаных грунтов, наоборот, можно рассчитывать на уменьшение сопротивления копанию на 14% при сужении боковых стенок на 2°.Главная режущая кромка – основная часть каждого ковша. Она подвергается наибольшим нагрузкам и наиболее интенсивному износу. Когда кромка оснащена зубъями, наибольший износ приходится на зубья. При плохом техобслуживании кромки и зубъев износ кромки вынуждает часто заменять ковш, что увеличивает простои экскаватора и тем самым снижает его производительность.

Опыт показал, что наилучший угол стреловидности режущей кромки составляет около 20°, чтобы ковш легко мог внедряться в скалистую породу (см. рис. 7).

Зубъя. Задача зубъев – способствовать внедрению режущей кромки в породу. Это становится возможным потому, что зубья оказывают намного более высокое давление на породу, чем кромка без зубьев.

Грунты характеризуются величиной удельного сопротивления копанию KА, размерная единица которого Н/cм2.

Общая формула силы давления:

А – площадь поперечного сечения зуба (зубьев) (cм2);

F – усилие копания, созданное экскаватором (Н).

Для того чтобы зуб (зубья) мог внедряться в грунт, давление зуба должно быть больше удельного сопротивления копанию KА.

Усилие F – максимальное усилие копания, а А – площадь поперечного сечения зуба (зубьев). Площадь поперечного сечения зубьев намного меньше, чем площадь поперечного сечения режущей кромки. Исходя из того, что в определенном положении рабочего оборудования усилие копания не изменяется, давление на вершине зуба всегда больше, чем на вершине режущей кромки:

Условие успешного копания. В том случае, когда эта законномерность действует, экскаватор в состоянии успешно копать породу.

Следующим аргументом в пользу применения зубьев является то, что износу подвергаются зубья а не режущая кромка. По этой причине очень часто применяется нечетное число зубьев, чтобы сконцентрировать износ и большее давление на среднем зубе.

Виды грунтов

Различные виды грунтов и скал разделяют на категории грунтов. Чем выше номер категории, тем тверже и крепче грунт. Под грунтами подразумеeтся полный состав почвенного основания, т.е. грунтом считается и скала, и болотная почва.

Особенности строения гусеничной ходовой части

Гусеницы экскаваторов позволяют им уверенно передвигаться по грунтам любого типа: рыхлым, вязким, слабым, болотистым. Они фактически делают спецтехнику всесезонной и универсальной для любых регионов, благодаря чему она эффективно заменяет собой другие виды транспорта, шасси которых не способно передвигаться по экстремальному бездорожью. При этом гусеничная ходовая представляет собой сложную систему, включающую многочисленные агрегаты и узлы. Основными механизмами, обеспечивающими ее работу, являются:

• ведущая звездочка – приводит в движение ленту;
• ленивец – регулирует степень натяжения гусеничного полотна;
• лента – сборный элемент с траками, грунтозацепами и башмаками на основании-цепи;
• опорный каток – цилиндрический элемент, функционирующий как колеса;
• поддерживающий каток – изделие цилиндрической формы, предотвращающее провисание ленты в верхней части;
• цепь – основной элемент гусеницы, на котором крепятся башмаки и прочие детали;
• болты и гайки – фиксируют траки на цепи.

В процессе эксплуатации спецтехники отдельные элементы истираются быстро, другие – дольше сохраняют свою функциональность. В любом случае владельцу нужно особое внимание уделять обслуживанию ходовой.