Зачем нужна? Схема экскаватора поможет разобраться, из чего состоит техника и по какому принципу работает. Пристального внимания заслуживают опорно-поворотная платформа, ходовая часть, электрика.
Что учесть? Несмотря на то, что экскаваторы бывают колесными и гусеничными, гидравлическими и электрическими устройство видов одинаковое. Для общего представления хватит краткого описания узлов техники.
В этой статье:
Виды экскаватора
Экскаваторы позволяют работать с грунтами (в том числе замерзшими) и предварительно измельченными скальными породами. Данное оборудование может работать при температуре от – 40 °С до 40 °С. Устройство экскаватора включает в себя несколько узлов, которые обеспечивают функционирование машины.
Виды экскаватора
Экскаваторы, на которых установлен рабочий орган с одним ковшом, могут быть классифицированы по следующим признакам:
- По функциональному назначению. Существуют устройства, которые используются для проведения строительных работ. Кроме того, есть специальные и карьерные экскаваторы. Последняя разновидность оснащена усиленным ковшом, который применяется для работы со скальными породами.
- По конструкции ходовой части. К этой категории относятся колесные машины на специальных шасси, колесные агрегаты на автомобильном шасси, а также гусеничные устройства, которые иногда оснащаются гусеничными лентами с увеличенной шириной.
- По типу привода рабочего органа. Выделяют гидравлические, электрические и комбинированные экскаваторы.
Схема устройства экскаватора
Рассмотрим стандартную схему одноковшового экскаватора землеройного типа:
- ходовая часть;
- двигатель;
- гидравлическая система;
- трансмиссия;
- кабина с органами управления;
- платформа с поворотным устройством;
- рабочая стрела.
Двигатель внутреннего сгорания, который воспламеняется от сжатия, находится на поворотной платформе. Мотор оснащен системой жидкостного охлаждения. Привод вентиляторов охлаждения работает в автоматическом режиме, однако водитель может нажать на клавишу принудительного включения. Чтобы повысить уровень мощности и уменьшить расход топлива, используется установка турбокомпрессоров. Рабочие механизмы приводятся в действие с помощью двигателя. Это становится возможным благодаря гидравлической или электрической трансмиссии. Существуют также механические трансмиссии, но они используются только на старом оборудовании.
Схема устройства экскаватора
На шасси установлена поворотная часть. С помощью погона устройство может поворачиваться на 360°. Кабина оператора, гидравлическая и электрическая системы, а также стрела с механизмами привода и управления смонтированы на платформе. При этом упомянутая стрела может быть оснащена ковшами различной конструкции или канавокопателем, с помощью которого снижаются временные затраты на выкапывание траншей. Для проведения землеройных работ на экскаватор устанавливаются гидравлический молот и некоторые другие инструменты.
Экскаваторы с механическим приводом используют специальные лебедки, которые позволяют управлять движением стрелы. Существуют две разновидности таких лебедок: с одним и двумя валами. В первом случае речь идет об узле, в котором подъемный и тяговый барабаны смонтированы на единый вал. Однако барабаны могут быть разнесены по валам (у двухвальной лебедки). Такие механизмы обычно монтируются на крупном оборудовании.
Привод лебедок может быть выполнен двумя способами: через редуктор или цепью. Включение устройства осуществляется с помощью многодисковых фрикционных муфт, а остановка — посредством ленточных тормозов. При этом трос может быть размещен на барабане как в один, так и в несколько слоев (зависит от длины).
Мини-экскаваторы работают на основе тех же принципов, что и полноразмерные машины. Упрощенная конструкция гидравлики и использование малогабаритного дизельного двигателя — это два параметра, по которым такие модели отличаются от обычных. Оператор размещается в закрытой кабине, которая оснащена системами вентиляции и обогрева.
Схема экскаватора-погрузчика несколько отличается от вариантов, рассмотренных выше. На шарнирной стреле в передней части стандартного колесного трактора установлен рабочий ковш. Такие модели оснащены гидравлическим приводом, который управляется из кабины оператора.
Трактор имеет стандартную схему устройства. В несущую конструкцию входят двигатель и коробка передач. В передней части размещен подрамник, который является опорой двигателя и переднего моста. В задней части смонтирована экскаваторная стрела или другое оборудование для землеройных работ, имеющее гидравлический привод. Стрелу можно повернуть на фиксированный угол. В процессе рытья котлованов и траншей машина перемещается своим ходом.
Опорно-поворотное устройство
Чтобы экскаватор мог совершать полный оборот в обе стороны вокруг вертикальной оси, на нем должно быть установлено опорно-поворотное устройство. Данный механизм должен обладать повышенной надежностью. Дело в том, что он испытывает повышенные нагрузки из-за веса платформы с оборудованием, ветра, толчков в процессе копания и т. д.
Современные модели часто оснащаются опорно-поворотными устройствами на основе опорно-поворотных кругов с шариками или роликами в виде тел качения. Эту конструкцию нередко монтируют вместо каткового устройства. В ней нет центральной центрирующей цапфы, поэтому снижена масса, уменьшено сопротивление повороту, упрощено обслуживание и т. д.
Схема гидросистемы экскаватора
Гидравлическая система экскаватора функционирует на базе аксиально-поршневых или шестеренных насосов, которые монтируются на двигателе. Привод насосов осуществляется с помощью повышающего редуктора. При этом на двигателе может быть установлен небольшой насос, обеспечивающий работу гидравлических усилителей управления. Он имеет привод от шестерен газораспределительного механизма.
Схема гидросистемы экскаватора
В расходном баке, оборудованном системой очистки масла от примесей, установлен запас рабочей жидкости. Используется специальное масло, которое предназначено для работы внутри аксиально-поршневых установок. Оно не оказывает разрушающего воздействия на резиновые элементы магистралей. Существуют летние и всесезонные масла. Они отличаются друг от друга по температуре застывания.
Сначала масло поступает из бака в насос. После этого оно подается к гидрораспределителю. Чтобы связать узлы гидравлической схемы экскаватора, используются гибкие шланги и металлические трубопроводы. На них монтируются муфты, соединяющие узлы в единую магистраль. Именно это позволяет добиться герметичности всей конструкции. В распределителе размещены золотниковые клапаны, с помощью которых осуществляется подача масла к гидравлическому оборудованию. Отработанная жидкость передается в радиатор и фильтруется. После этого она возвращается обратно в бак.
Схема гидравлики экскаватора также включает в себя предохранительные клапаны, которые позволяют обезопасить систему от слишком высокого давления. Для этого используются перепускные клапаны. Они отводят часть жидкости в емкости с пониженным давлением. Чтобы отрегулировать поток, оператор использует дроссели и золотники, перекрывающие сечение магистралей. Есть механизмы, которые оснащены гидравлическим замком. Он позволяет избежать обратного оттока жидкости. Эти клапаны используются на выносных опорах.
Функционирование стрелы осуществляется с помощью гидравлических цилиндров двухстороннего действия. Они позволяют разворачивать стрелу, корректировать угол установки рукояти, контролировать движение ковша. Штоки цилиндров оснащены проушиной. Она соединяется с управляемыми узлами машины.
Трансмиссия экскаватора выполняется посредством гидравлики. Ведущие колеса или звездочки оснащены аксиально-поршневыми двигателями. Рабочее давление в гидросистеме определяет скорость движения оборудования. Давление зависит от количества оборотов двигателя. Кроме того, оно регулируется с помощью гидрораспределителя. Рулевое управление оборудовано специальным усилителем, который подключается к общей или отдельной магистрали. Гидравлика обеспечивает работу тормозных механизмов на колесах и рабочих органах.
Ходовая часть
Экскаваторы на гусеничном шасси уступают в маневренности устройствам, оборудованным пневмоколесной ходовой. Однако они лучше проходят уклоны и неровности почвы.
Ходовая часть
Ходовая часть пневмоколесной машины представляет собой основу поворотной платформы с двигателем и рабочим механизмом.
Рассмотрим ее схему:
- Несущая рама
- Карданный вал
- Коробка передач
- Откидные опоры
- Передний и задний мост
- Отвал
- Колеса
Экскаватор движется благодаря гидравлической системе и гидромотору, установленному на раме. В переднюю ось вмонтирован поворотный механизм. При этом шасси оснащено рабочей и стояночной тормозной системой.
У гусеничной машины шасси представляет собой раму. В ее средней части размещена опора с зубчатым венцом. Рассмотрим технологическую схему шасси экскаватора:
- Привод
- Гидравлическое оборудование
- Гусеницы
- Направляющие и опорные катки
- Механизм натяжения гусениц
- Левый и правый закрывающие кожухи
Чтобы скорректировать направление движения гусеничной машины, необходимо использовать стопор одной из гусениц. Стоит отметить, что привод на эти гусеницы идет от гидромотора через многоступенчатый редуктор.
Электрическая схема экскаватора
Корпус машины применяется электрической схемой экскаватора в качестве отрицательного проводника. При этом рабочее напряжение электрооборудования в цепи достигает 12 или 24 В. Аккумуляторная батарея и генератор, вмонтированный в двигатель, являются источниками тока.
Электрическая схема экскаватора
Электрическая схема управления экскаватора необходима для запуска двигателя. Кроме того, она позволяет освещать рабочее место вокруг оборудования.
Система вентиляции кабины оператора, контрольно-измерительные приборы и внешняя световая сигнализация оснащены электрическим приводом. Машины, которые функционируют при низких температурах, дополнены автономными подогревателями. Они позволяет довести двигатель и кабину машиниста до приемлемой температуры.
Схема мини-экскаватора
Мини-экскаваторы, как правило, перемещаются на гусеничном ходу. Однако существуют машины на пневмоходу, а также шагающие и монтируемые на автомобильную платформу. Мини-экскаваторы получили широкое распространение в Японии в 1970-х годах. Уже с конца 90-х производители начали выпускать машины с нулевым радиусом поворота. Они располагаются вплотную к препятствию, поэтому при повороте платформа с кабиной не выступает за пределы габарита шасси.
Устройство такого оборудования очень похоже на схему гусеничных экскаваторов.
Схема мини-экскаватора
Схема мини-экскаваторов включает в себя следующие элементы:
- Ходовая тележка (либо на гусеничном, либо на пневматическом ходу с прикрепленным бульдозерным отвалом).
- Поворотная платформа с кабиной машиниста, устанавливаемая на тележке.
- Поворотное устройство платформы.
- Гидравлическое оборудование (стрела, рукоять с прикрепленным ковшом).
- Устройство, обеспечивающее поворот стрелы.
- Гидравлическое оборудование.
- Навесные, дополнительные инструменты.
Помимо поворотного устройства всей платформы, мини-экскаваторы зачастую оснащаются оборудованием для движения стрелы. Оно может быть трех типов: параллельным, угловым и комбинированным. Благодаря такому решению увеличивается маневренность машины и упрощается транспортировка мини-экскаватора. Чаще всего используется угловое движение. Стрела с ковшом может смещаться под углом 45°-65° относительно платформы.
В схему работы мини экскаватора также входит устройство гидравлики, которое имеет целый ряд цилиндров (для подъема стрелы, для подъема рукояти, для ковша и отдельный гидроцилиндр для бульдозерного отвала). Практически все современные модели оснащены трехпоточными гидравлическими системами. Механизм, обеспечивающий разворот поворотной платформы, имеет гидромотор и редуктор. Гусеничная тележка компонуется по так называемому тракторному типу. При этом сами гусеницы могут быть резиновыми или резиново-металлическими. Для работы мини-экскаваторов чаще всего используются дизельные двигатели (2-, 3- и 4-цилиндровые).
С помощью бульдозерного отвала экскаватор может применяться для засыпки при работах по ландшафтному дизайну. Кроме того, этот элемент является дополнительным упором, который позволяет оператору больше загрузить ковш. Отвалы оборудуются одним или двумя гидроцилиндрами. При этом длина отвала, как правило, равна габаритам гусеничной тележки.
Ковши, как правило, сменные, разной ширины, для погрузки, планировки, профилирования и т. д. Кроме того, на стрелу можно установить грейферное оборудование, самовыгружающиеся ковши, гидромолоты, клещевой захват, трамбовщик, рыхлитель. Поворотная платформа оснащена гидровыводами. Это дает возможность установить отбойный молоток, пилу, дрель, перфоратор и т. д.
Таким образом, имея представления о схеме экскаватора, проще подобрать машину под конкретные задачи. С помощью различного навесного оборудования функциональность устройства может быть значительно увеличена.
