Что такое экскаватор: устройство, принцип работы и управление

Устройство машины стоит понимать, чтобы правильно выбрать ходовую, глубину копания и ковш. Ошибётесь — машина не заедет на площадку, не достанет до дна или будет копать медленно.

Чем экскаватор отличается от другой землеройной техники

Экскаватор относится к землеройным машинам, как бульдозер и погрузчик. Обратной лопатой он копает преимущественно ниже уровня стоянки, поднимает грунт и в пределах поворота грузит его в самосвал или в отвал. Ещё им грузят, разгружают и перемещают материалы.

При заказе машины различают по принципу работы: бульдозер срезает и толкает грунт отвалом при движении вперёд, фронтальный погрузчик тоже на ходу набирает и грузит ковшом. Одноковшовый полноповоротный экскаватор копает стоя и разгружается поворотом верхней части.

В стандарте на землеройные машины экскаватор-погрузчик выделен в отдельное семейство: он копает стоя, а грузит на ходу.

Устройство экскаватора: из чего состоит машина

Как устроен экскаватор, показывает схема. Основные части экскаватора — ходовая часть, поворотная платформа, двигатель, кабина и рабочее оборудование, а связывает их гидросистема.

Ходовая часть, гусеничная или колёсная, держит машину на грунте и переставляет её по площадке. Колёсным машинам для устойчивости служат отвал-стабилизатор или аутригеры (выносные опоры), но они есть не у каждой модели.

У полноповоротного экскаватора верхняя часть стоит на поворотной платформе. Платформа вращается на опорно-поворотном устройстве, а поворачивает её поворотный механизм — гидромотор с планетарным редуктором. Поэтому машина копает и выгружает, не трогая гусеницы или колёса. Там же стоит противовес.

Двигатель на платформе вращает гидронасос, а стрелу, поворот и ход двигает масло под давлением. Кабина — рабочее место машиниста с органами управления.

Рабочее оборудование экскаватора: стрела, рукоять и ковш

Стрела поднимает и опускает всё рабочее оборудование экскаватора, рукоять выдвигает и подтягивает ковш, а ковш врезается в грунт и набирает его. У каждого звена свой гидроцилиндр. От длины стрелы и рукояти зависят глубина копания и вылет, поэтому длиннорукий экскаватор достаёт через препятствие.

Основная схема — обратная лопата: ковш режет к машине и копает преимущественно ниже уровня стоянки, так роют котлованы и траншеи. Прямая лопата режет от машины и вверх, ею берут забой (стенку грунта) выше уровня стоянки.

Навесное оборудование вместо ковша

Стандартный ковш меняют на ковш нужного объёма или другое сменное оборудование, которое на площадке зовут навесным. Например, демонтаж бетона гидромолотом у нас отдельная услуга. Быстросменная муфта на конце рукояти ускоряет замену.

Нужную навеску назовите в заявке: её подбирают вместе с машиной.

Как работает экскаватор: принцип работы и гидравлика

Принцип работы экскаватора укладывается в цепочку: двигатель вращает насос, насос подаёт масло под давлением в распределитель, а тот по команде джойстика направляет поток к гидроцилиндрам и гидромоторам.

Как работает гидравлика экскаватора

Регулируемый насос — источник мощности, его подача меняется под нагрузку и отклонение джойстика. Распределитель — блок золотников, он управляет всеми исполнительными механизмами. Гидроцилиндры двигают стрелу, рукоять и ковш, гидромотор поворота через редуктор вращает платформу, гидромоторы хода крутят гусеницы. Масло уходит в бак и охлаждается в маслоохладителе.

Джойстик здесь — пилотный клапан. Основной поток через него не идёт: он подаёт слабый управляющий сигнал, который сдвигает золотники распределителя и меняет подачу насоса. Чем сильнее отклонён джойстик, тем быстрее движение, а малое усилие на рукоятке позволяет работать точно.

Гидравлика даёт большое усилие на ковше и точное управление: одна машина планирует участок, роет траншею и с гидромолотом разрушает бетон.

Рабочий цикл экскаватора

Цикл складывается из копания с наполнением ковша, подъёма, поворота к месту выгрузки и выгрузки, затем ковш возвращается в забой. Ходовая всё это время стоит.

Распределитель позволяет одновременно поднимать стрелу, вести рукоять и поворачивать платформу. Поэтому плавные совмещённые движения сокращают цикл, а каждый лишний поворот и подъём его удлиняют. Ставьте самосвал так, чтобы машине не приходилось далеко поворачиваться.

Чем короче цикл, тем больше грунта машина выберет за смену.

Управление экскаватором: органы и системы управления

Управление экскаватором собрано в кабине. У гусеничных машин JCB серии X, например, левый и правый джойстики ведут стрелу, рукоять, ковш и поворот, ходом управляют отдельные органы, для навесного есть педаль дополнительной гидролинии. Там же дисплей с панелью переключателей и рычаг отключения гидравлики.

Раскладку движений по джойстикам задаёт схема управления. Распространены ISO и SAE. Ковш и поворот в обеих работают одинаково, а стрела и рукоять меняются местами. На новых машинах схему выбирают в меню дисплея, но переключатель есть не у всех.

Поэтому перед сменой машинист проверяет, какая схема включена.

Системы управления у современных машин пилотные гидравлические или электрогидравлические. Режим работы и обороты машинист выбирает сам. У JCB серии X режимов три: мощность, эконом и подъём.

Как работать на экскаваторе

Сначала двигатель, потом гидравлика.

Двигатель запускают при заблокированной гидравлике: у Komatsu PC220-8M0 пуск возможен только при рычаге в положении блокировки, у JCB серии X рычаг отключения опущен и после запуска его поднимают. Тогда управление становится активным, а до этого блокировка не даёт машине сдвинуться непреднамеренно. Безопасность же начинается до приезда техники, с проверки ЛЭП над площадкой.

Кто управляет экскаватором при аренде

Право управлять экскаватором как самоходной машиной подтверждает удостоверение тракториста-машиниста нужной категории. Его выдаёт региональный орган гостехнадзора после экзаменов. Закон запрещает работать без такого удостоверения и на технике без госучёта.

Категория зависит от ходовой и мощности двигателя:

• «B» — гусеничные и колёсные машины до 25,7 кВт;
• «C» — колёсные от 25,7 до 110,3 кВт;
• «D» — колёсные свыше 110,3 кВт;
• «E» — гусеничные свыше 25,7 кВт.

При аренде с машинистом машиной управляет наш штатный машинист с удостоверениями и допусками, перед сменой он проходит предрейсовый медицинский контроль. Если берёте технику без машиниста, удостоверение тракториста-машиниста по закону нужно вашему оператору.

Виды экскаваторов и их классификация

Стандарт делит экскаваторы по ходовой части (гусеничные, колёсные, шагающие) и рабочему оборудованию (обратная или прямая лопата, грейфер, телескопическая стрела), а канатные и мини-экскаваторы массой до 6000 кг выделяет отдельно. Виды и типы машин при заказе различают по ходовой.

Гусеничные машины своим ходом к объекту не едут, мы возим их своими тралами Scania грузоподъёмностью до 50 т. Колёсная машина может прийти своим ходом.

Стеснённую площадку и небольшой объём закрывает экскаватор-погрузчик JCB 3CX Super, который копает задней обратной лопатой и грузит передним ковшом. Через препятствие и на удалении работает длиннорукий Komatsu PC220-8M0 с вылетом стрелы 18 м.

Основные характеристики экскаватора

Характеристики экскаватора отвечают на три вопроса: достанет, загрузит, доедет.

Паспортная глубина копания и глубина ровного дна — разные величины.

Для ровного дна стандарт задаёт отдельную глубину копания — при плоской площадке длиной 2,5 м. Мой совет: называйте менеджеру глубину дна котлована или траншеи, и мы подберём машину под неё.

Производительность одной цифрой не описать: она зависит от объёма ковша, времени цикла, грунта и условий выгрузки, и без них «высокая производительность» ничего не значит.

Какие работы выполняет экскаватор и где его используют

Основное назначение экскаваторов — земляные работы и работы с грунтом. Типичные виды работ:

• рытьё котлованов, в том числе под фундамент;
• траншеи под коммуникации;
• разработка, выемка и перемещение грунта;
• погрузка грунта в самосвалы;
• планировка участка.

Сферы применения шире стройплощадки: дороги и дамбы, карьеры и выработки, а с гидромолотом экскаватор ломает бетон при демонтаже. Тип работы определяет и машину, и навеску.

Как выбрать экскаватор под задачу и условия работы

Выбор экскаватора зависит от задачи и объёма, грунта, глубины дна, подъезда и площадки. Узкий въезд, слабый грунт, асфальт или брусчатка, которые нельзя повредить, и стеснённая застройка сужают выбор: ходовая и масса решают, пройдёт ли машина, а стрела с рукоятью — достанет ли до дна.

При заказе назовите адрес, грунт, окна работ (когда на объекте можно работать) и навеску, пришлите фото подъезда и скажите, нужна ли подача тралом: менеджер подберёт машину из нашего парка, навесное и способ доставки.

До приезда техники советую сделать пять вещей:

1. Измерьте ширину въезда и ворот.
2. Подготовьте площадку для разгрузки с твёрдым основанием.
3. Проверьте ЛЭП и низкие провода над рабочей зоной.
4. Назначьте ответственного на объекте.
5. Определите место для грунта и разворота машины.

Смена и обслуживание техники

Время работы считаем машино-сменами по 8 часов: 1 час подачи и 7 часов работы. Машинист и ГСМ (топливо и смазочные материалы) входят в ставку, поэтому расход топлива при аренде с машинистом вам считать не нужно. Доставку считаем отдельно, по адресу объекта.

Перед выездом наш механик проверяет гидравлику, ходовую часть и навесное, парк проходит регулярное ТО, и это снижает риск простоя. При поломке выезжает мобильная ремонтная бригада, при критической неисправности мы даём подменную технику аналогичного или более высокого класса.

Итак, экскаватор копает, грузит и с навесным разрушает бетон. Простоев меньше, когда машина подобрана под грунт, глубину и подъезд, а площадка подготовлена.

Чтобы работы на объекте не сорвались, позвоните диспетчеру по номеру +7 (812) 914-11-01 или пришлите в WhatsApp или Max адрес, задачу и фото подъезда: подберём технику и назовём ориентир по цене.

Частые вопросы об экскаваторах

Когда появился первый экскаватор?
Первым известным патентом на экскаватор считают патент США № 1089 от 24 февраля 1839 года: инженер Уильям Смит Отис из Филадельфии запатентовал «кран-экскаватор» для выемки грунта на стройках железных дорог и каналов. Приводить его можно было паром, животными или людьми.

Считается ли экскаватор транспортным средством и может ли он ехать по дороге?
Экскаватор — самоходная машина: его регистрирует гостехнадзор, а не ГИБДД. Но закон и ПДД относят самоходные машины к механическим транспортным средствам, поэтому на дороге колёсный экскаватор едет по ПДД, а у машиниста при себе удостоверение тракториста-машиниста и регистрационные документы.