Как шагает шагающий экскаватор

Гигант карьеров — шагающий экскаватор

Шагающие экскаваторы (ЭШ), обычно оборудуемые драглайном, занимаются перевалкой горных пород на вскрышных работах и отвалах. Назначение ЭШ — погрузка вскрытой породы на специально выработанное место или на борта разрезов. При этом для обработки твердых пород обосновано применение метода взрыва для предварительного взрыхления.

Источник фото: link-katalogusok.info Фото шагающего экскаватора, занимающегося перевалкой горных пород на вскрышных работах

Отличие экскаваторов-драглайнов от обычных экскаваторов заключается в том, что первые вместо жесткого крепления ковша к рукояти имеют в своем распоряжении гибкую цепную подвязку ковша к канатам. Расчет сделан на то, чтобы машина черпала, а не копала.

Обычные экскаваторы на гусеничном ходу имеют ограничение по весу (800 т) для их эксплуатации в условиях карьера. При превышении этой цифры очень сложно (или практически невозможно) достичь допустимого значения давления на почву, равняющегося 2 кг на см 2 . Экскаваторы, имеющие в своем распоряжении механизм шагания, такой проблемы не имеют.

Источник фото: techstory.ru Назначение ЭШ — погрузка вскрытой породы на специально выработанное место или на борта разрезов

В самом начале производства ЭШ предполагалось задействовать драглайны весом от 500 тонн и со стрелой от 60 м для погрузки горной массы в карьерный транспорт. Например, при необходимости разработки обводненных горизонтов, где из-за неустойчивого основания ограничена установка классических механических лопат и нецелесообразна прокладка дороги для спецтранспорта. Но впоследствии оказалось, что с такими работами классические шагающие экскаваторы эффективно справиться не способны.

Как шагает экскаватор?

Механизм «шагания» ЭШ включает в себя две лыжи, связанные через гидроцилиндры или эксцентриковый механизм, и круглую раму снизу, на которой через опорно-поворотное устройство установлена поворотная платформа.

Шагание «гиганта» осуществляется следующим образом. Чтобы сделать первый «шаг», при помощи гидроцилиндров производится выдвижение лыж в нужную сторону с последующим опусканием их на землю. Затем, с помощью тех же гидроцилиндров, поднимается корпус машины вверх до максимума. Гидроцилиндры в этот момент расположены вертикально, а конец опорной рамы со стороны стрелы тянется по земле. Выбрав направление для движения, корпус экскаватора медленно возвращается на опорную раму. Выполнив таким образом «шаг», машина либо выполняет последующее движение, либо возращается к работе. Во время эксплуатации ЭШ лыжи подняты и не создают помех для поворотной платформы.

Источник фото: techstory.ru Механизм «шагания» включает в себя две лыжи и круглую раму снизу

Может показаться, что эта громадина двигается медленнее, чем улитка. Однако ЭШ может «проползти» до 200 м за час. Когда шагающий экскаватор работает, удельное давление его шагающего хода равняется 0,4-1 кгс/см 2 . Во время перемещения цифры несколько выше — 1-1,5 кгс/см 2 . ЭШ-драглайны выпускаются с ковшами емкостью 4, 6, 10, 14, 15, 25, 50 м 3 и стрелами 40, 60, 75, 90, 100 м в высоту. Некоторые компании для больших объемов вскрышных работ производят технику со стрелами до 120 м в высоту и ковшами, вмещающими 40-100 м 3 .

Классический ЭШ агрегатируется стрелой, системами подъемных и тяговых тросов, упряжью ковша. Чтобы ковш оторвался от забоя и поднялся над землей, используется подъемный трос. Выгрузка осуществляется на предельном рабочем радиусе. При этом масса из ковша падает на землю россыпью. В СССР и РФ используется система обозначений ЭШ с указанием объема ковша (в м 3 ) и вылета стрелы (в м). Например, ЭШ-15/90 — экскаватор шагающий, вместимость ковша которого 15 м 3 , стрела имеет длину 90 м.

Видео, как шагает шагающий экскаватор

Видео с канала «Союз горных инженеров»

«Биг Маски» — самый большой шагающий экскаватор

Самый тяжелый шагающий экскаватор в мире был создан в 60-х. Это экскаватор компании Bucyrus «Биг Маски» 4250-W, который эксплуатировался на угольном разрезе в штате Огайо. «Рост» экскаватора составлял 67,8 м, ширина — 46,2 м, длина — 148,6 м, а объем корпуса машины внутри — 46х49х40 м. Весил исполин 13 500 т. Длина стрелы составляла 95 м, на ее конце был подвешен на стальных тросах диаметром 127 т огромный ковш весом 230 т. Этот огромный «рот» машины зачерпывал до 168 м 3 породы. Передвигался титан на 20-метровых «лыжах».

Источник фото: techstory.ru Самый большой шагающий экскаватор в мире был создан в 60-х гг.

Отечественные производители шагающих экскаваторов

В настоящее время парки шагающих экскаваторов-драглайнов России, Беларуси и остальных стан СНГ состоят во многом из машин еще советского производства. Как отмечают специалисты, эти «старички» по производительности легко заткнут за пояс аналогичную импортную технику. Конструкция шагающих монстров с момента их изобретения не претерпела значительных изменений, а качество выпущенной в советское время техники позволяет постоянно отодвигать их срок «выхода на пенсию».

Производством новых экскаваторов шагающего типа в настоящее время занимаются НКМЗ и Уралмаш. Последний предлагает 13 типоразмеров ЭШ-драглайнов с ковшами объемом 11-100 м 3 и стрелами длиной 75-130 м и 6 моделей с пониженным удельным давлением на землю. Стоит отметить, что Уралмаш выпустил крупнейший шагающий экскаватор в СССР/РФ ЭШ100/100. Его продуктивность за год равнялась 17 млн м 3 . грунта. Емкость ковша составляла 100 м 3 , длина стрелы — 100 м. Весил советский гигант 10 300 т (габариты поворотной платформы — 42х28 м, кузова — 43х28х63 м).

Некоторые конструктивные характеристики современных шагающих экскаваторов-драглайнов Уралмаш:

  • благодаря наличию 2-х кабин, оператор может управлять машиной с 2-х сторон;
  • информационно-диагностическая система (ИДС) следит за эффективностью работы машины, контролирует электроэнергию, загрузку и т. д. ИДС функционирует на микропроцессорной базе;
  • секционные опорная рама и поворотная платформа, соединенные высокопрочными болтами, позволяют меньше тратить времени на монтаж;
  • механизм шагания оснащен гидравликой и может быть 3-х или 4-опорный;
  • механизм поворота оснащается планетарного или цилиндрического типа редукторами, которых при желании может быть несколько.

Источник фото: back-in-ussr.com Фото шагающего монстра. Их конструкция с момента изобретения не претерпела значительных изменений

НКМЗ свои великаны производит с «черпаками» объемом от 6 до 20 м 3 и вылетом стрел — от 45 до 100 м. К конструктивным характеристикам шагающих экскаваторов НКМЗ относят:

  • стрелы шарнирно-сочлененной конструкции из уголкового проката, что позволяет легко проводить техобслуживание и ремонт;
  • в качестве сменного навесного оборудования предлагаются ковши с модифицированными корпусными и геометрическими параметрами;
  • компактные полупроводниковые устройства в системе управления со статическими возбудителями снижают нагрузки, энергопотребление техники и исключают сезонную перенастройку электропривода;
  • постепенный разгон главного силового агрегата и авторегулирование возбуждения синхронного двигателя обеспечивают выносливость работы карьерной сети;
  • место оператора обустроено современным пультом-креслом.

Наблюдая за работой этих исполинов, может показаться, что им ничего не страшно. Но даже и у этих статных, массивных машин есть своеобразные фобии. Например, повышенная скорость ветра (более 25 м/с) может остановить работу шагающего экскаватора. Однако даже такие «страхи» ничуть не уменьшают достоинства, выделяющие ЭШ в ряду прочих экскаваторов.

Видео шагающего экскаватора

Видео с канала «Discovery Channel Россия»

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

И как такой земля носит: Экскаватор ЭШ-100/100 весит 10 тысяч тонн

10 февраля 2021 1:03

Самый большой экскаватор Евразии ЭШ-100/100 привезли на Канско-Ачинский угольный разрез (Красноярский край) с Уралмашзавода в 1972 году. Он уместился в 20 составов.

Нет, сначала про разрез. Однажды, стоя на краю одного из таких кратеров, я зачарованно наблюдал за тем, как по спиральной дороге из глубин поднимаются огромные «БелАЗы». С моей точки обзора они казались совсем крошечными, еще крошечнее казались копошащиеся внизу экскаваторы и бульдозеры. Экскурсоводом выступал начальник этой гигантской воронки. Он тут работал 40 лет, но чувство восторга горного инженера не покидало.

— Вы только представьте, — говорил он, — мы посчитали: в эту яму можно запросто поместить все население земли!

Так вот, шагающий экскаватор ЭШ-100/100 выглядел вполне соразмерно этой монстрической дыре. А прочая техника рыскала вокруг него, как моськи вокруг слона.

Собирали ЭШ-100/100 больше пяти лет. Специально для него построили электроподстанцию — ведь гигант потреблял энергии, достаточной для нужд города с населением 20 тысяч жителей. В результате получился шагающий многоэтажный завод с объемом ковша в 100 кубометров и длиной стрелы 100 метров, что и указано в его техническом названии. Вес — 10,5 тысячи тонн. Общая протяженность проводов и кабелей — около 30 километров. Экипаж — четыре человека. Главная трудность — карабкаться на рабочее место.

Как он шагает

И зачем ему вообще шагать? Затем, что 10,5 млн килограммов, да еще с нагруженным ковшом, да еще в движении, не выдержит никакой грунт. Машина сама выроет себе яму. Поэтому все ЭШ не шагают, а переваливаются. В рабочем состоянии он стоит на опорной плите. Если надо двигаться, опускаются гидравлические опоры (опорные башмаки). Экскаватор приподнимается и переваливается на несколько метров. Скорость не конек ЭШ — всего-то до 80 метров в час.

И на разрезе закипела работа. ЭШ захватывал за раз сотню кубометров грунта с горкой и возводил горы высотой до 50 метров, то есть с 16-этажный дом. Чтобы увезти содержимое одного ковша, потребовались бы 17 современных стандартных грузовиков «КамАЗ».

В 1982 году ЭШ поставил рекорд по добыче угля — 15,1 миллиона тонн.

В 1984 году экскаватор потребовался на другом участке. Казалось бы, его надо перегнать всего на 11,5 километра. Но этот поход был похож на большую войсковую операцию: частично разобрать и ЭШ, и обеспечивающую его электростанцию, обойти огромное поле разреза (напомню: скорость — до 80 метров в час), проложить специальную трассу, снять провода со стоящей на пути ЛЭП, разобрать часть довольно загруженной железнодорожной магистрали Ачинск — Абакан, быстро восстановить движение поездов, смонтировать на новом месте… Сделали всё четко.

Читайте также  Как сделать кран балку своими руками

Эпилог. Он же некролог

Такие механизмы работают лет 40, а то и больше. Но случились 90-е. У предприятия начали регулярно меняться собственники, денег на ремонт и даже обслуживание техники не хватало, нарушились логистика и экономические связи…

Сначала ЭШ-100/100, требовавший к тому времени капитального ремонта, законсервировали. Потом забросили. Его начали потихоньку разворовывать: сначала на медь растащили кабели и провода, потом свинтили все, что можно унести, говорят, в итоге даже ковш украли. А ведь в 70-е его собирали несколько месяцев — под руководством группы инженеров сваривали, клепали и затягивали огромными болтами.

Через несколько лет специальная комиссия осмотрела масштабы разрушений. По итогам работы решили сдать остатки уникального экскаватора в металлолом.

С 1977 по 1993 год в ковше ЭШ-100/100 побывало 127,7 миллиона кубометров породы — рекорд среди экскаваторов страны.

И ПОБОЛЬШЕ ВИДАЛИ

Американский здоровяк

В 1969 году в США создали «Биг Маски» (с английского — «здоровяк», «силач») — самый большой в мире шагающий экскаватор 4250-W. Он работал на угольном разрезе в штате Огайо.

Объем ковша — 168 м2 (в него свободно входило 12 легковых автомобилей).

Уступал нашему ЭШ-100/100 только длиной стрелы — 95 метров.

Он работал с 1969 по 1999 год. За это время он переместил более 465 млн м2 пород, при строительстве Панамского канала в два раза меньше грунта вытащили. А в 1999-м разрез выработался.

«Биг Маски» демонтировали, а ковш и сейчас экспонируется в Музее горного дела. На месте его работы — Музей дикой природы.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Летом 2019 года Уралмашзавод отправил на Эльгинский угольный комплекс в Якутии новый шагающий экскаватор ЭШ-20-90С стоимостью более миллиарда рублей. Расчетная мощность — 3 миллиона кубометров горной массы в год.

Читайте также

Возрастная категория сайта 18 +

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г. Главный редактор — Сунгоркин Владимир Николаевич. Шеф-редактор сайта — Носова Олеся Вячеславовна.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой массовой информации или нарушением иных требований закона.

АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781 127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.

Шагающий экскаватор — что это такое? Как работает. Чем отличается ШЭ от других экскаваторов

Если вам хоть раз удалось видеть, как добываются природные богатства, то вам, без сомнений, навсегда запомнился карьерный экскаватор, который выделяется на фоне остальной подобной техники своими габаритами и умением «шагать»! За последнюю особенность ему дали имя – «шагаю

В обязанности ЭШ входит разработка и перевалка грунтов на вскрышных работах угольных и горнорудных карьеров, а так же его применяют для производства земляных работ на строительстве крупных гидротехнических сооружений. Такой механизм передвижения, который и дал название этим экскаваторам, выбрали неслучайно, дело в том, что масса мощных и крупных экскаваторов весом от 180 до 10.000 тонн и при применении в качестве хода любого другого, на грунт оказывало бы сверхвысокое давление, что никак не способствовало бы устойчивости. Шагающее устройство, как таковое, к работе подключается лишь при передвижении экскаватора, Ну а все же остальное время «тело» экскаватора опирается на круглую базу, которая обладает большой опорной площадью, и благодаря такому ходу на грунт давление становится в разы меньше, чем у обычных гусеничных карьерных экскаваторов. В двух словах, этот «девайс» работает так – экскаватор в неподвижном состоянии на грунт опирается опорной плитой в своём основании, а когда необходимо «шагать», то, при шаге вес перенаправляется на «лыжи», или башмаки. А каждый башмак управляется гидроцилиндрами — двумя парами на каждый. Экскаватор, при выполнении шага поднимается над поверхностью, где стоит, смещается на определённое расстояние, и снова опускается на опорной плитой на землю. В свою очередь, опорные башмаки поднимаются над грунтом, переносится вперёд, затем цикл при необходимости повторяется. Но об этом попозже. Поворотной платформы обладают низким расположением, что просто необходимо для того, чтобы упрощать механизм хода и увеличить устойчивость экскаватора. Этим и объясняется практическое применение исключительно одного рабочего оборудования — драглайна (помимо этого, возможно также использование оборудования грейфера). И в силу этого, корректнее было бы называть эти исполины, не шагающие экскаваторами, а шагающими драглайнами. Сейчас, как правило, они и оборудуются механизмом драглайна.

Итак, разница между экскаватороами-драглайнами и обычными экскаваторами состоит в том, что у первых, вместо жёсткого крепления ковша к рукояти применяется гибкая цепная подвязка ковша к канатам. И там расчет сделан на то, чтобы машина именно черпала, а не копала.

В условиях карьера обычные экскаваторы для их эксплуатации на гусеничном ходу имеют строгое ограничение по весу — 800 тонн. А при превышении этого значения довольно сложно, а точнее практически невозможно, добиться допустимого значения давления на почву, который равняется 2 кг на см2. Вот здесь и кроется одно из важных преимуществ экскаваторов, которые имеют в своем распоряжении шагающий механизм — у них данная проблема отсутствует.

В СССР, а после и в РФ принято обозначение для шагающих экскаваторов – ЭШ.
Было принято решение задействовать драглайны весом от 500 тонн и со стрелой от 60 метров для погрузки горной массы в карьерный транспорт ещё в самом начале пректирования и производства ЭШ. К примеру, при необходимости разработки обводненных горизонтов, где неустойчивое основание ограничивает возможности установки классических механических лопат и прокладка дороги для спецтранспорта нецелесообразна.

Однако, как оказалось впоследствии, классические шагающие экскаваторы эффективно не в состоянии справиться с подобными работами.

Поподробнее о том, как шагает шагающий экскаватор?

Устройство «шагания» ЭШ состоит из двух лыж, которые связаны посредством гидроцилиндры или эксцентрикового механизма, и круглой рамы снизу. На раме установлена поворотная платформа через опорно-поворотный механизм.

Своё шагание «гигант» осуществляет следующим способом. Чтобы ЭШ сделал первый «шаг», производится выдвижение лыж в необходимую сторону при помощи гидроцилиндров с последующим опусканием их на землю. Далее, посредством тех же гидроцилиндров, корпус машины поднимается вверх до максимума. В этот момент гидроцилиндры установлены вертикально, а конец опорной рамы тянется по земле со стороны стрелы. Корпус экскаватора, после того, как выбирает направление для движения, а потом медленно возвращается на опорную раму. Машина. таким образом, выполнив «шаг», должен либо сделать последующее движение, либо возвращаться к работе. При эксплуатации ЭШ его лыжи находятся в поднятом положении, и не создают лишних помех для поворотной платформы и вообще, для другой техники вокруг.

При первом взгляде может создаваться впечатление, что это агрегатище двигается медленно, не быстрее улитки. Но это далеко не так — ЭШ за час может «проползти» до 200 м. При работе шагающего экскаватора, его шагающый ход обладает удельным давлением, которое лежит в диапазоне 0,4-1 кгс/см2. Но это при статике — а во время его перемещения эти цифры возрастают 1,5-2,5 раз — 1-1,5 кгс/см2.

ЭШ-драглайны с конвейера сходят со стрелами 40, 60, 75, 90, 100 метров в высоту и ковшами ёмкостью 4, 6, 10, 14, 15, 25, 50 м3. Некоторые бренды производят технику со стрелами до 120 метров в высоту и ковшами для больших объёмов вскрышных работ, которые вмещают от 40 до 100 м3.

Классический ЭШ снабжается стрелой, упряжью ковша, устройствами подъёмных и тяговых тросов. Чтобы оторвать ковш от забоя и поднять над землёй, применяется подъёмный трос. На предельном рабочем радиусе происходит выгрузка. Масса из ковша, при этом падает на землю россыпью.

В РФ, а также во времена СССР, существует система обозначений шагающих экскаваторов с указанием объёма ковша — в м3, и вылёта стрелы в метрах. К примеру, шагающий экскаватор модели ЭШ-15/90, с вместимостью ковша 15 м3, стрела обладает длину 90 м.

Самый большой шагающий экскаватор «Биг Маски». Фото

Самым тяжелым шагающим экскаватором в мире принято считать монстра, созданного в 60-х. Это ЭШ компании Бьюсайрус Эри (Bucyrus) Биг Маски 4250-W, который использовали на угольном разрезе, штат Огайо. Он усердно работал в течении около тридцати лет, и за всё свою трудовую жизнь переместил объём горной массы, которые, например, как минимум в два раза больше, чем объём земляных работ при постройке Панамского канала.

Экскаватор обладал следующими исполинскими размерами: имел «рост» 67,8 м, ширину — 46,2 м, и длину 148,6 м. Выражаясь простым языком, он имел размеры 22этажного дома
Объём его корпуса внутри составлял 46х49х40 м. Весил же это чудище 13.500 тонн! Стрела имела длину 95 м, на ее конце был подвешен огромный ковш при помощи стальных трос диаметром 127 метров и весом 230 тонн! Это огромное «ротище» машины мог зачерпывать до 168 м3 породы. Этот титан передвигался на двадцатиметровых «лыжах».

О шагающих экскаваторах отечественного производства

В наше время почти весь «род» экскаваторов-драглайнов РФ, Беларуси и остальных стан СНГ во многом состоит из «мастодонтов» еще советской эпохи. Эти «старички» по своей производительности, как отмечают специалисты, могут легко заткнуть за пояс аналогичный современный импортный аналог. В конструкции шагающих монстров с момента их проектирования никаких значительных изменений внесены не были, а советское качество выпущенной в то время техники позволяет периодически отодвигать их выход на заслуженный отдых.

Ну а в наше время производством новых шагающих экскаваторов занимаются Уралмаш и НКМЗ.

О технике Уралмаш. В этой фирме предлагают 13 типоразмеров ЭШ-драглайнов с ковшами объемом 11-100 м3 и стрелами длиной 75-130 м и шесть моделей. Они обладают пониженным удельным давлением на землю.

Читайте также  Как разобрать редуктор мотоблока

Следует отметить, что в Уралмаше выпустили самый крупный шагающий экскаватор на территории СССР и РФ — ЭШ 100/100. В течении года его продуктивность составляла 17 млн. м3. грунта. Он обладал ковшом ёмкостью сто м3, при длине стрелы — 100 м. Советский гигант обладал весом 10.300 т, и габаритами кузова — 43.0х28.0х63.0 м и поворотной платформы — 42.0х28.0 м.

Здесь приведены некоторые конструктивные особенности современных шагающих экскаваторов-драглайнов производства Уралмаш:
* оператор может управлять машиной с двух сторон благодаря наличию двух кабин;
* ИДС — информационно-диагностическая система, контролирует эффективность работы экскаватора, следит за потреблением электроэнергии, загрузки и т. п. ИДС сделана на микропроцессорной базе;
* опорная рама и поворотная платформа — секционные, они соединены высокопрочными болтами, и благодаря современной продуманной конструкции позволяют на монтаж тратить меньше времени;
* механизм поворота может быть оснащён редукторами цилиндрического или планетарного типа, при желании которых может быть несколько.
* устройство шагания оснащается гидравликой и может быть как трёх, так и четырёхопорной;

Фирма НКМЗ производит свои великаны с «черпаками» объемом от шести до двадцати м3 и вылетом стрел — от сорока пяти до ста метров.

Конструктивные характеристики шагающих экскаваторов НКМЗ включают:
* в роли сменного навесного оборудования могут применяться ковши с модифицированными корпусными параметрами и геометрическими свойствами;
* в шарнирно-сочлененной конструкции применены стрелы из уголкового проката, благодаря чему можно легко проводить ремонт и техобслуживание ЭШ;
* главный силовой агрегат может разгоняться постепенно, и обладает авторегулированием возбуждения синхронного двигателя, что гарантирует выносливость работы карьерной сети;
* в месте оператора применяется современный пульт-кресло.
* в конструкции управления со статическими возбудителями применены компактные полупроводниковые устройства, которые снижают нагрузки, уменьшают энергопотребление техники и исключается сезонная перенастройка электропривода;

Когда наблюдаешь за тем, как работают эти исполины, то может показаться, что им не страшно ничего. Однако даже и у этих массивных, статных машин имеются своеобразные фобии. К примеру, повышенная скорость ветра, а точнее более 25 метров в секунду, может стать причиной остановки работы шагающего экскаватора. Но даже подобные «страхи» отнюдь не уменьшают те достоинства, которые в ряду прочих экскаваторов выделяют ЭШ.

Где и как используют шагающие экскаваторы — обзор

Cамая большая в мире самоходная техника — шагающие экскаваторы.

Шагарь гигантских размеров изготавливается под заказчика, под место будущей работы. Как правило, гиганты поставляются к заказчику по частям и собираются уже на месте.

Но этот вид специальной техники выпускается и достаточно ординарных размеров.

Что такое шаговый экскаватор

Шаговый тип передвижения принципиальным образом отличается от колесного и гусеничного.

Основополагающее достоинство шагарей — это относительно низкое удельное давление, которое они оказывают на грунт при производстве работ.

Другая (колесная, гусеничная) техника в этих условиях функционировать не сможет.

Специальное основание является опорой машины. На нем установлена поворотная платформа (рабочая база) с ковшом, стрелой, блоками наводки, прочим оборудованием и 2-4 лыжами.

Работая, устройство стоит на основании не двигаясь, башмаки подняты и не касаются грунта. При необходимости сделать шаг, лыжи перемещаются в нужную сторону и опускаются на новое место.

Экскаватор переваливает свою массу на башмаки, приподнимая при этом основание, передвигается и снова опускается на плиту. При необходимости цикл повторяется несколько раз.

Скорость передвижения

  • стрела выставлена в сторону направления движения;
  • ковш полностью опорожнен.

Шагари: виды экскаваторов и область их применения

К классу шагарей относят 2 вида специальной техники:

  1. Одноковшовые , оборудованные драглайном (ЭШ).
  2. Роторные многоковшовые (ЭрШР).

Экскаватор — это выемочная землеройная машина. Драглайны и роторные экскаваторы относятся к разным типам.

Драглайны, как одноковшовые экскаваторы, имеют циклическое, прерывное действие. Роторные, многоковшовые, относятся к непрерывнодействующим механизмам.

Принципиальная разница в устройстве 2 видов шагарей предусматривает их назначение.

Применение драглайнов

  • в горнодобыче открытым способом по бестранспортной системе разработки.
  • производства черной и цветной металлургии;
  • гидротехнические сооружения;
  • оросительные каналы — при невозможности размещения экскаватора внутри проектного сечения выработки;
  • прокапывание тоннелей;
  • землеройные работы, связанные с выемкой (перевалкой) большого количества земли/породы нижним черпанием.

Применение роторов (ЭрШР)

  • добыча или вскрыша верхним/нижним черпанием;
  • загрузка породы в транспорт;
  • перемещение породы из забоя;
  • рытье траншей, каналов;
  • загрузка породы или грунта в транспорт;
  • выборочная выемка небольших разносортных пластов полезного ископаемого.

Технические характеристики шагарей

Технические параметры этой тяжелой специальной техники зависят от типа, структуры, строения и назначения.

Общие параметры для всех типов шагарей:

  1. Маленькая скорость передвижения (≤ 450м/час).
  2. Давление на поверхность грунта (87 — 210 кПа).
  3. Вес = от 695 кг до 15 000т.

Принцип драглайна — черпание, а не копание. Драглайны черпают грунт ниже уровня, на котором стоят.

Рабочее оснащение драглайна состоит из ковша, стрелы, сложной системы тросов.

Движение тросов — за счет электролебедок. Ковш подвешен на 3-х тросах: подъемном, тяговом, разгрузочном.

Подъемный трос отвечает за вертикальное перемещение (подъем,спуск), тяговый — подтягивает ковш к машине, а разгрузочный — опрокидывает ковш с грунтом на борт карьера, в отвал. Управляют стрелой отдельные тросовые механизмы.

Его недостатки — прерывность, низкая скорость движения, необходимость подъема всей массы драглайна при шаге.

Оборудование ротора :

  • выдвижная/невыдвижная стрела, на конце которой крепится вращающееся роторное колесо с ковшами;
  • отвальная стрела с противовесом;
  • подпирающая мачта;
  • ленточный конвейер;
  • разгрузочный контейнер или грунтометатель.

Подъем/опускание стрел происходит системы тросов, которая функционирует от электролебедок. Выемка грунта/породы осуществляется ковшами на вращающемся роторном колесе.

Выгрузка производится на ленточный конвейер, который перемещает его для погрузки в контейнер, грунтометатель.

У разгрузочного контейнера — свой поворотный механизм, который обеспечивает его разворот на нужную сторону конвейера. Выгрузка грунта может производиться в любой вид транспорта.

Разгрузка грунта/породы из роторных ковшей происходит под действием гравитации или инерции. Частота вращения роторного колеса при инерционном способе гораздо выше, чем при гравитационном.

Обзор моделей шагарей

Уральский машинотракторный завод (Уралмаш или УЗТМ) и Новокраматорский машзаводом (НКМЗ) являются двумя приоритетными производителями шагающих экскаваторов, которые эксплуатируются в РФ.

Продолжает функционировать большое количество экскаваторов, выпущенных еще в СССР. Это демонстрирует прочность, надежность, эффективность таких машин.

Шагающий экскаватор ЭШ 10.70

Наибольшую популярность среди машин, производимых в 1970-80-е г., получил драглайн ЭШ 10.70

Он выигрышно отличался от предыдущих аналогов своими параметрами:

  • стрела = 70 м;
  • рабочий объем ковша = 10 м³;
  • глубина копания = 35 м;
  • небольшой (для этой категории) масса = 695 т.

Оптимизация технических характеристик привело к увеличению производительности.

Сегодня завод производит 13 типоразмеров шагарей с рабочим объемом ковша = 11-100 м³, длиной стрелы = 75-130 м, в том числе модели с пониженным удельным давлением на грунт.

Критерии выбора шагаря

Параметры, которыми нужно руководствоваться при выборе драглайна или ротора для работы.

Характеристика драглайна:

  • вылет стрелы (40 — 130м);
  • ковш, объем (4,0 — 100м³);
  • высотой выгрузки (20 — 60м);
  • глубина копания (38 — 56м);
  • радиус копания, выгрузки (38 — 125м).

Характеристика ротора:

  • диаметра роторного колеса (5 — 18м);
  • количество ковшей (12 — 20шт.);
  • максимальный объем ковша = 12500 л;
  • выработка >10000 м3/ч;
  • высотой разработки (12 — 50м);
  • глубиной копания (0,5 — 45м).

Главное достоинство роторных экскаваторов — одновременные выемка и транспортировка (в отвал, транспортные средства).

Преимущества шагающих экскаваторов

  • умение маневрировать в ограниченном пространстве и стесненных условиях;
  • надежность и безопасность обеспечивается наличием ИДС (информационно-диагностической системы);
  • повышенная проходимость на мягких, слабых грунтах;
  • широкий диапазон рабочих температур от -50° до +40°.

Шагающие экскаваторы надежны, долговечны; рыхлые и легкие грунты и породы не помеха для этих машин. Одна единица такой спецтехники заменит целый автопарк.

Фото шагающих экскаваторов за работой

На фото представлены шагающие экскаваторы ЭШ.





Видео с шагарями

На видео представлена работа шагающего экскаватора ЭШ 10.70

Прошлое шагающих экскаваторов

В XXI веке создать нечто, что удивило бы людей, очень сложно: современная наука порой граничит с волшебством, и такая банальная вещь как первый шагающий экскаватор кажется чем-то вроде чугунного утюга — устаревшим и никому не интересным. Тем не менее, в Иркутской области находится весомое доказательство того, что прошлое шагающих экскаваторов было великим и вызывало гордость у всех советских граждан — колоссального размера экскаватор ЭШ 65/100, о котором рассказывается в программе Discovery Channel «Техногеника».

Предки советских гигантов

Полноценный шагающий экскаватор создали на Урале уже после Второй мировой войны, но его прапрадедушка, стопоходящая машина, которая работала по тому же принципу, появилась намного раньше — еще в конце XIX века. Модель шагающего механизма была создана русским механиком и математиком Пафнутием Чебышевым и произвела фурор на Всемирной выставке в Париже в 1878 году. Устройство, которое имитировало движение лошади при ходьбе, не особо привлекало российских «миллионщиков», зато вызвало интерес у французов — они даже попросили ученого оставить им чудо-машину, однако сам создатель предпочел вернуть изобретение на Родину, подарив просителям лишь гравюру с его изображением.

Увы, в тот момент ни профессор, ни его российские коллеги не стали думать над тем, как именно можно использовать механизм, у которого была масса преимуществ перед колесами или гусеницами. Технология уже тогда могла применяться в стесненном пространстве или на зыбком грунте, однако в России о ней забыли почти на век. Зато в Америке про чудо-устройство помнили — стопоходящая машина стала прообразом первого пешеходного механизма для драглайна, который в 1913 году изобрел Оскар Мартинсон. На тот момент инженер произвел настоящую революцию, хотя в его устройстве не было того, чем впоследствии прославились советские экскаваторы — гидравлического привода, значительно упрощавшего обслуживание машин.

Читайте также  Сколько лошадиных сил в тракторе

Топ-топ, топает малыш

Несмотря на то, что первые эксперименты с шагающими экскаваторами проводились за рубежом, их родиной все равно считается Россия, поскольку именно советские конструкторы совершенствовали устройство машины, за счет чего можно было развивать ее мощность и размер. Строго говоря, отцом всех советских шагающих экскаваторов был один-единственный человек — конструктор Всесоюзной проектно-технической конторы экскаваторостроения Борис Иванович Сатовский, который мечтал создать подобную машину еще в 30-е годы, будучи студентом. Идея о новом механизме движения машины пришла к Сатовскому после того, как он увидел на улице человека с чемоданами, который, несмотря на разный вес и размер багажа, шел ровно и прямо. Задумавшись о том, как именно можно применить принцип работы разных мышц человеческого тела в железном гиганте, инженер придумал систему, которая и должна была заставить экскаватор ходить, при этом снизив его давление на грунт до минимума.

Дело в том, что машинам, которые весят более 1000 тонн, гусеницы и тем более колеса не подходят — давление не должно превышать 2 кг/см*2, иначе, согласно закону квадрата — куба, гигант постепенно уйдет под землю. Следовательно, машину нужно было поставить на огромную плиту, которая значительно снизила бы давление и при этом позволила стреле вращаться. По задумке Сатовского, перемещение экскаватора должно было осуществляться автономно (подъем корпуса машины, выталкивание опор, перемещение массы и так далее), но эта идея осталась бы нереализованной, если бы не другой конструктор «Уралмаша» — Тимофей Емельянович Исаев. Этот инженер, впоследствии получивший за свое изобретение Сталинскую премию, предложил гидравлический метод шагания вместо системы эксцентриков на массивном валу, которую вовсю применяли на Западе.

Мысль о том, что силу напора можно использовать для передвижения больших машин, появилась у Исаева в 1945 году — он увидел, как из неисправного гидранта бьет вода, и решил, что этот способ заставит «мышцы» экскаватора работать последовательно и на автопилоте. Сказано — сделано: уже в конце 40-х годов Сатовский и Исаев представили вниманию руководства и прессы первый в стране мощный шагающий экскаватор с гидравлическим приводом. Машину, на создание которой требовалось несколько лет, завершили за 8 месяцев, и уже в 1950 г. она начала работать на строительстве Волго-Донского канала. Длина стрелы экскаватора-первопроходца составляла всего 38 метров, а емкость ковша была чуть более 3 кубометров, но и после этого инженеров чуть ли не на руках носили — журналисты, коллеги, даже автор уральских сказов Павел Бажов восторгались экскаватором, называя его «Царь-машиной». Сам Борис Сатовский, однако, не разделял такого мнения — по подсчетам конструктора, при прочих равных стрелу экскаватора можно было сделать длиннее, а платформу — тоньше. Нужно ли говорить, что вскоре на «Уралмаше» создали отрасль тяжелого машиностроения, отвечавшей за производство шагающих экскаваторов со стрелами длиной 90-100 метров.

Расступитесь, экскаватор идет!

Первым экскаватором, вызвавшим у советских людей настоящую гордость, стал знаменитый гигант ЭШ 65/100, который до сих пор стоит в Тулунском угольном разрезе. Каждую деталь машины конструкторы продумывали до мелочей — например, инженер Хаим Винокурский, который проектировал стрелу, вдохновился балетом «Лебединое озеро» и сделал легкую, но прочную конструкцию из труб, скрепленных стальными канатами. Кроме того, шагающий Колосс был сделан из качественного дорогого сплава, а на вопрос о том, зачем делать лопату из золота, Сатовский оскорбленно отвечал, что если ему нельзя будет использовать такую сталь, то он не будет конструировать экскаваторы вообще. Разумеется, дело было не в прихоти разработчика — дешевые сплавы сделали бы и без того грузную машину еще тяжелее, к тому же при сниженных показателях она не смогла бы держать перепады температуры и работать одинаково хорошо при любых условиях.

Для постройки гиганта, который монтировали несколько лет, возвели шатер высотой в 10-этажный дом, куда бесперебойно подавали горячий воздух. Машину собирали параллельно с производством деталей — их доставляли в Иркутскую область со всех концов страны, и если посчитать вагоны с деталями экскаватора, то получится примерно 10 товарных поездов. Окончательно ЭШ 65/100 достроили в 1976 году, и с тех пор он перерабатывал по 10 млн тонн горной массы в год в течение 15 лет.

Почти сразу после создания этого экскаватора, Сатовский сделал проект ЭШ 100/100, который при одинаковой длине стрелы (100 метров) обладал увеличенным объемом ковша (100 кубометров против 65) и весил 10,5 тысяч тонн. Когда рекордный для СССР ЭШ 100/100, создававшийся для работ на Назаровском угольном разрезе, был собран, выяснилось, что рабочая площадь находится в нескольких километрах от места возведения. Поскольку разбирать, перевозить и заново строить экскаватор не было возможности, его решили прогулять до карьера — ради променада железной махины даже пришлось перекрывать Транссибирскую магистраль. Экскаватор пришел на работу вовремя — запас прочности в гидравлическую систему был вложен просто колоссальный. Гигантская машина, повидавшая мир, пробыла на разрезе 13 лет, за которые она переработала более 120 млн тонн породы, а после, когда объемы добываемого угля упали, была законсервирована и сдана в металлолом.

Памятник в степи

У экскаваторов, даже таких прославленных, как творения Сатовского, всегда незавидная судьба — они рождаются на забое и умирают там же, поскольку перегонять такой ходячий дом сложно, дорого и долго. В итоге гигантов либо разбирают на детали, либо оставляют на местности, как это произошло с ЭШ 65/100. Величественная машина высотой в 9-этажный дом, в ковше которой легко могли бы поместиться 4 автомобиля, все еще находится в рабочем состоянии, но в нынешних условиях, когда повсеместно используются усовершенствованные экскаваторы, куда меньшие по размеру и не требующие особенных деталей, пользоваться старым добрым ЭШ 65/100 просто невыгодно. Тем не менее, несмотря на упрощение и удешевление современной техники, ходячие гиганты, созданные на «Уралмаше», до сих пор считаются эталоном качества, и лучшее подтверждение тому — железный исполин, памятник чуду инженерной мысли, до сих пор стоящий в Тулунском разрезе и медленно разрушаемый временем. В 5 тысячах тонн этого экскаватора, который видно едва ли не за километр, все еще дремлет огромная сила, и, возможно, когда-нибудь про законсервированный здесь производственный участок угольного разреза вспомнят и воскресят историю, вновь запустив двигатель величественной машины.

Экскаватор, который страдал лишним весом

Однако не всем шагающим гигантам повезло доживать свой век в карьере — история самого известного экскаватора-ходуна закончилась несколько печальнее. Несмотря на то, что советские конструкторы стремились побить мировые рекорды по масштабу экскаваторной личности, американцев переплюнуть они так и не смогли: в 1969 году на угольном карьере в Огайо появился драглайн 4250-W, он же Big Muskie — самый большой в мире шагающий экскаватор. Все, что связано с этим заокеанским гигантом, до сих пор вызывает удивление: на сооружение экскаватора, который весил около 13 тысяч тонн, имел высоту почти 70 метров, обладал 149-метровой стрелой и ковшом объемом 168 кубометров, ушло 2 года, 25 млн долларов (что сейчас эквивалентно 163 млн) и сотни тысяч человеко-часов, а обслуживала его бригада из пяти человек.

Чтобы обеспечить работу экскаватора, к нему приставили специальную машину — она перевозила кабель под напряжением 13 800 вольт, от которого работали его главные приводы. Карьерный монстр потреблял массу электроэнергии (ее могло бы хватить на 27,5 тысяч домов), поэтому Central Ohio Coal Company пришлось договариваться с местными энергокомпаниями о том, чтобы они обеспечили необходимый запас мощности. Тем не менее, «Биг Маски» работал бесперебойно и особенно активно добывал уголь ночью, поскольку в темное время суток стоимость 1 киловатт/часа была значительно ниже.

Стоит отметить, что из-за своих рекордных характеристик «Биг Маски» мог передвигаться только очень медленно — после того, как на одном участке работа была завершена, экскаватор переползал на расстояние не больше полутора километров, преодолевая его едва ли не за 10 часов. Более того, машина была настолько тяжелой, что для ее передвижения сооружали специальную трассу, укрепленную толстыми деревянными балками (иначе экскаватор мог застрять по дороге, перевернуться или вообще намертво увязнуть в грунте). Однако эти танцы с бубном стоили того — за 22 года службы на угольном разрезе в Огайо, «Биг Маски» удалил около 460 млн кубометров вскрышных пород (для сравнения, при строительстве Беломорско-Балтийского земляных работ было всего на 21 млн. кубометров), вследствие чего на разрезе добыли более 20 млн тонн бурого угля.

Гигант прекратил свою работу в 1991 году, однако предпосылки для этого появились еще в конце 70-х, когда в «Закон о чистом воздухе» внесли поправки о косвенных последствиях угледобычи. С той поры железный гигант тяготил своих хозяев все больше — он требовал особых условий эксплуатации и слишком дорого обходился. Законсервированный «Биг Маски» простоял в карьере вплоть до 1999 года, когда Агентство по охране окружающей среды США потребовало убрать из карьеров всю технику. Тогда, понимая, что дальнейшее промедление повлечет за собой миллионные штрафы, Central Ohio Coal Company утилизировала экскаватор, выручив за его останки почти миллион долларов. Кстати, ковш механического Годзиллы можно увидеть и сейчас — он находится в музее горного дела Miners Memorial Park в Огайо, а вот карьера, где «Биг Маски» проводил раскопки, больше не существует — на его месте теперь располагается сафари-парк The Wilds.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: