До XV века все земляные работы выполняли люди, затем их труд немного облегчили примитивные землеройные машины. Только в XIX веке появился первый кран-экскаватор, способный заменить десятки землекопов. С тех пор конструкция машины не раз модернизировалась. Современная спецтехника позволяет эффективно и быстро выполнять различные землеройные работы и добывать полезные ископаемые.

Что такое экскаватор и как он работает

Экскаватор — самоходная землеройная машина. Оснащен двигателем и гидравлической системой, приводящими в действие рабочее оборудование. Силовая установка машины создает крутящий момент, который проходит через привод, линии гидравлики, гидронасосы и гидромотор. Когда крутящий момент поступает на узлы машины, запускается ходовая, обретают подвижность платформа, стрела, рукоять и ковш.

В кабине экскаватора находится оператор, который управляет движением машины и положением ковша. С помощью панели управления специалист перемещает ковш, набирает грунт или другой материал, переносит его в нужное место и высыпает.

Где используются экскаваторы

Экскаватор применяется при проведении земляных работ, помогает быстро изъять, переместить, выровнять грунт, переместить сыпучие материалы.
Основные сферы применения машин:

  • Гражданское строительство. С помощью экскаватора демонтируют строения, копают котлованы под фундамент и бурят отверстия под сваи, моделируют и равняют участки, вывозят «лишний» грунт с территории.
  • Инфраструктурное строительство. Машины помогают готовить территории к прокладке дорог, трубопроводов, колодезного и другого оборудования, разрабатывать искусственные водоемы.
  • Добыча полезных ископаемых. Экскаватор может использоваться в карьерах и на горных выработках для разработки, сбора и перемещения пород.
  • Складское хозяйство. С помощью специальной техники проще перемещать большие объемы нерудных, строительных и других материалов.
  • ЖКХ. Машины могут применяться для подготовки территории к монтажу коммуникаций и вывоза мусора.

Некоторые современные экскаваторы умеют не только поднимать и переносить сыпучий материал, но и бурить, пилить и выполнять другие работы. Для этого их оснащают дополнительным навесным оборудованием.

Технические характеристики экскаватора

Массогабаритные параметры

Вес экскаватора — одна из главных характеристик, по которой определяется принадлежность машины к тому или иному классу.

Масса (тонн)

Наименование

Применение

Преимущества

< 1

Микро-экскаватор

Ремонт зданий и сооружений

Минимальные габариты, возможность эксплуатации внутри зданий

1–6

Мини-экскаватор

Копка фундаментов для индивидуальных жилых домов, бассейнов и других небольших объектов

Компактность и маневренность

6–10

Малогабаритный

Транспортировка сыпучих материалов, копка на стройплощадках, планирование небольших территорий

Универсальность и компактные габариты

10–30

Стандартный

Земляные работы на крупных площадках

Оптимальная мощность и производительность

30–100

Тяжелый

Большие объемы земляных работ, разработка твердых пород, перенос тяжелых грузов

Высокая мощность

> 100

Производственный

Добыча полезных ископаемых, карьерные работы

Способность быстро выполнять большой объем сложных работ

 

Остальные параметры

При выборе машины для проведения тех или иных работ в первую очередь обращают внимание на следующие параметры:

  • Тип и параметры ходовой части. Эти технические характеристики экскаватора влияют на скорость, маневренность и проходимость машины.
  • Вид и мощность двигателя. От мотора зависит производительность и грузоподъемность спецтехники, возможность работы экскаватора в сложных условиях, например, в зимнее время или с большими объемами грунта.
  • Высота экскаватора, точнее — длина стрелы и навесного оборудования. Эти параметры определяют максимальную высоту и глубину резания грунта и разгрузки.
  • Тип, геометрия и вместимость ковша. Некоторые виды работ можно выполнить только при помощи специального — усиленного, скального, профильного или другого ковша.

 
При выборе модели для покупки или аренды учитывают и другие характеристики экскаваторов: надежность и жесткость конструкции, удобство кабины и системы управления, наличие дополнительного оборудования и принадлежностей, например, для обеспечения повышенной безопасности или бесперебойной работы машины в условиях минусовых температур.

Основные виды экскаваторов

Спецтехнику можно классифицировать по множеству параметров: массогабаритным характеристикам, способу передвижения, оснащению. Рассмотрим, какие бывают экскаваторы по типу конструкции, принципу работы, виду двигателя, оборудования и ходовой.

По назначению

В зависимости от области применения и выполняемых задач выделяют следующие виды экскаваторов:

  • Строительные. Это универсальные модели, которые могут использоваться не только в сфере строительства, но и при планировании территории, перемещении грузов, выполнении различных задач в области сельского и коммунального хозяйства. Такие экскаваторы отличаются средними размерами, оптимальной производительностью и маневренностью.
  • Карьерные. Крупная и тяжелая спецтехника демонстрирует высокую производительность при работе с большим объемом грунта и твердыми породами. Ввиду больших габаритов может работать только на крупных открытых площадках.
  • Вскрышные. Эти экскаваторы используются для разработки полезных ископаемых открытым способом и быстрого удаления пустых пород.
  • Шахтные. Такие машины имеют оптимизированную конструкцию для эффективной работы в замкнутых пространствах: в шахтах, тоннелях и камерах.

 
Отдельно выделяют ирригационные и траншейные экскаваторы — это машины для очистки каналов и траншей.

По принципу работы

Большая часть экскаваторов имеет одноковшовую конструкцию и циклический принцип работы. Такой вид техники оснащается подвижной стрелой с прикрепленным ковшом. Рабочий орган может выполнять несколько действий: забирать грунт из любой точки в пределах досягаемости стрелы, поднимать и опускать его, поворачивать и разгружать.

Экскаваторы непрерывного действия — это специальные многоковшовые машины для работы в каналах и траншеях. Их рабочий орган представляет собой жесткую или шарнирную раму с ковшовой цепью. Этот тип техники способен одновременно разрабатывать грунт и перемещать его в отвал или транспортное средство. Такие машины используют для рытья кюветов, каналов, траншей, профилирования откосов, вскрышных работ.

По типу двигателя

Паровые двигатели, которыми оснащались первые экскаваторы, сегодня не используются. Им на замену пришли более простые и дешевые в обслуживании моторы:

  • Дизельные. Оптимальны для эксплуатации в строительстве, сельском хозяйстве, в коммунальной сфере, при необходимости часто перемещать экскаватор. Отличаются высоким КПД, надежностью и простым обслуживанием. Машины с дизельным двигателем, как правило, стоят дешевле моделей с электромотором. Минусы ДВС на дизеле — частое обслуживание, дорогой капремонт, высокий уровень шума, низкая экологичность.
  • Электрические. Подходят для карьерных экскаваторов, которые мало двигаются. Работают без выхлопных газов и выбросов, не нуждаются в замене фильтров, масла и других расходников. Электродвигатель не требует дорогостоящего обслуживания, только редкой чистки и замены подшипников. Нечувствителен к морозу, так как отсутствует риск замерзания топлива. К недостаткам машин с электромотором можно отнести высокую стоимость и небольшую относительно дизельных распространенность.

 
Спецтехника может оснащаться одним мотором или несколькими — отдельными для каждого рабочего органа.

По типу ходовой части

В зависимости от способа передвижения экскаваторы бывают:

  • Колесными. Модели на колесах могут быстро разворачиваться и передвигаться с высокой скоростью, но только по ровным и твердым поверхностям.
  • Гусеничными. Эти экскаваторы легко перемещаются по бездорожью, не буксуют в болоте и на глине, проезжают по другим сложным грунтам.
  • Рельсовыми. Такие машины оснащаются колесами, которые могут передвигаться как по железнодорожным рельсам, так и по дорогам и пересеченной местности.
  • Шагающими. Спецтехника оснащается плитным основанием и опорными башмаками. Когда экскаватор не двигается, он опирается на грунт всей площадью своего основания. При передвижении вес переносится на башмаки, машина приподнимается над землей, делает «шаг» благодаря движению башмаков и снова «садится» на грунт опорной плитой. В отличие от гусеничного шагающий экскаватор оказывает меньшее давление на почву.
  • Плавучими. Экскаваторы-амфибии укомплектованы гусеницами-понтонами, которые позволяют машине передвигаться и по суше, и по воде.


Ходовая часть может быть оборудована дополнительными элементами. Например, так называемые экскаваторы-пауки имеют колесное шасси с шарнирными или другими подвижными конструкциями. Каждое колесо располагается на отдельной «лапе» и управляется независимо от остальных. Такая конструкция позволяет машине забираться в труднодоступные места и работать на крутом склоне.

По типу оборудования

В зависимости от возможности перемещения рабочего оборудования экскаваторы делятся на два вида:

  • Полноповоротные. У этих моделей кабина, двигатель, рабочие узлы установлены на поворотной платформе. Благодаря опорно-поворотному устройству платформа может вращаться на 360° по часовой стрелке или против.
  • Неполноповоротные. У этих экскаваторов кабина, двигатель и механизмы расположены на неповоротном шасси. На ограниченно поворотной колонке, которая способна перемещать кабину на угол до 90°, находится только рабочее оборудование.

Главный рабочий орган экскаватора — ковш. С его помощью спецтехника выполняет землеройные работы, погрузку и разгрузку материала. Иногда стандартный ковш заменяют на специальный — предназначенный для выполнения специфических работ.

Вид ковша

Особенности

Назначение

Усиленный

Исполнение из более прочной стали, наличие защитных элементов — пластин, балок, наплавок

Работа с плотными породами

Рыхлитель

Ступенчатое расположение зубьев

Выемка грунта, дробление камня, работа с твердыми породами

Скальный

Защищенная от ударных нагрузок конструкция

Работа со скальным грунтом

Планировочный

Большая ширина и небольшая глубина

Подготовка основания, разравнивание грунта, формирование откосов

Решетчатый

Решетчатое днище

Разделение породы на фракции

Погрузочный

Облегченная конструкция

Работа с легкими сыпучими материалами

Профильный

Расположение боковых стенок под наклоном

Рытье каналов, формирование откосов

Траншейный

Уменьшенная ширина

Рытье траншей

Зачистной

Облегченная конструкция с отверстиями для стока воды

Очистка дна водоемов

 
Некоторые типы экскаваторов можно оснастить грейфером, вилами, буром, гидромолотом, отвалом, щеткой и другими дополнительными приспособлениями.

Зная особенности разных видов машин, легко определить, какой экскаватор подойдет для выполнения задач и каким оборудованием его нужно укомплектовать.