Устройство экскаватора: из чего состоит и как работает
Коротко: экскаватор состоит из трёх частей: ходовой (гусеничной или колёсной), поворотной платформы с двигателем, гидросистемой, кабиной и противовесом и рабочего оборудования — стрелы, рукояти и ковша. Работает он на гидравлике: двигатель вращает насосы, масло под давлением через распределитель идёт в гидроцилиндры и гидромоторы, а они двигают стрелу, рукоять и ковш, поворачивают платформу и приводят гусеницы. Оператор джойстиками лишь управляет потоком масла.
Материал для покупателей, механиков и операторов, которым нужно понимать, из чего состоит машина, — чтобы сравнивать модели, грамотно обслуживать их и говорить с сервисом на одном языке. Схема экскаватора ниже разобрана на примере гусеничных и колёсных машин XCMG, в конце — устройство перегружателя.
Схема экскаватора: основные узлы
| Узел | Из чего состоит | За что отвечает |
|---|---|---|
| Ходовая часть | Рама, гусеничные тележки или мосты с колёсами, гидромоторы хода | Передвижение и устойчивость |
| Поворотная платформа | Опорно-поворотное устройство, двигатель, насосы, баки, кабина, противовес | Поворот на 360°, источник энергии, управление |
| Гидросистема | Насосы, распределитель, гидроцилиндры, гидромоторы, трубопроводы, фильтры | Передача усилия к рабочим органам |
| Рабочее оборудование | Стрела, рукоять, ковш или навесное, тяги | Копание, погрузка, работа с навесным |
Ходовая часть экскаватора
У гусеничной машины ходовая — это рама с двумя гусеничными тележками. На каждой тележке спереди стоит натяжное колесо, сзади — ведущая звёздочка с гидромотором и редуктором хода, снизу — опорные катки, сверху — поддерживающие. По ним бежит гусеничная лента из стальных звеньев с башмаками. У габаритного XE225GN на каждой стороне 49 звеньев, 9 опорных и 2 поддерживающих катка, ширина башмака — 500 мм.
Ширина башмаков растёт с классом: у мини-экскаватора XE27U гусеница шириной 300 мм, у габаритных XE180DN и XE225DN — 500 мм, у средних XE260D и XE370CA — 600 мм. У XE20E ходовая раздвижная: колея раздвигается с 760 до 1 070 мм.
Колёсная ходовая устроена как у тяжёлого автомобиля: мосты, коробка передач, тормоза. Для работы машину ставят на выносные опоры или отвал, иначе она раскачивается на шинах. У мини-экскаваторов XE20E, XE35U, XE55U и XE60G спереди есть бульдозерный отвал — у XE20E высотой 260 мм: им планируют площадку и упираются при копании.
Поворотная платформа и кабина
Платформа соединена с ходовой опорно-поворотным устройством — большим подшипником с зубчатым венцом. Гидромотор с редуктором поворачивает платформу вместе со всем, что на ней стоит: у XE20E со скоростью 8,5 об/мин, у XE225GN — 11,8 об/мин.
На платформе размещены двигатель с системой охлаждения, гидронасосы, топливный и гидравлический баки, кабина и противовес. Противовес уравновешивает стрелу с полным ковшом: у XE225GN он весит 4 100 кг. Чем короче «хвост» платформы, тем ближе к стене может работать машина: у XE180DN радиус поворота хвостовой части — 2 486 мм, у XE370CA — 3 570 мм.
Гидравлическая схема экскаватора
Гидравлика — главный рабочий механизм машины. Как она работает по шагам:
- Дизель вращает основные насосы, они создают поток масла: у XE27U — 83 л/мин, у XE260D — 2 × 242 л/мин, у XE370CA — 2 × 320 л/мин.
- Масло из гидробака — у XE260D на 220 л, у XE370CA на 320 л — проходит через фильтры к главному распределителю.
- Оператор отклоняет джойстик, пилотная линия смещает золотник распределителя, и масло идёт в нужную полость гидроцилиндра или в гидромотор.
- Цилиндры стрелы, рукояти и ковша выдвигаются или втягиваются, мотор поворота вращает платформу, моторы хода крутят звёздочки.
- Отработанное масло возвращается в бак через охладитель.
Современные машины умеют экономить и добавлять усилие. У XE180DN и XE225DN есть автоматическое снижение оборотов двигателя на холостом ходу и режим форсирования для тяжёлой работы, у XE225GN — рекуперация масла из штоковой полости цилиндров, которая ускоряет совмещённые движения.
Рабочее оборудование: стрела, рукоять, ковш
Стрела крепится к платформе шарниром и поднимается одним или двумя гидроцилиндрами — у XE225GN их два. На конце стрелы — рукоять со своим цилиндром, на конце рукояти — ковш, который поворачивают через тяги.
| Модель | Стрела, мм | Рукоять, мм | Усилие на ковше, кН | Усилие на рукояти, кН |
|---|---|---|---|---|
| XE27U | 2 090 | 1 300 | 14 | 30 |
| XE180DN | 5 150 | 2 635 | 128 | 94 |
| XE225DN | 5 680 | 2 520 | 149 | 111 |
| XE260D | 6 000 | 2 964 | 185 | 129 |
| XE370CA | 6 400 | 2 670 | 242 | 207 |
Длинная стрела и рукоять дают глубину и вылет, короткая рукоять — большее усилие. У мини-экскаваторов XE27U и XE55U стрела ещё и поворачивается вбок относительно платформы, у XE20E её смещение — 259 мм влево и 224 мм вправо, так копают траншею вдоль стены. Быстросъём на конце рукояти позволяет за минуты сменить ковш на гидромолот, бур или грейфер.
Принцип работы экскаватора: цикл копания
Каждый рабочий цикл повторяет одни и те же движения:
- Опускание стрелы и выдвижение рукояти вперёд.
- Врезание — рукоять тянет ковш к машине, а цилиндр ковша поворачивает его, срезая стружку грунта.
- Подъём стрелы с полным ковшом.
- Поворот платформы к самосвалу или отвалу.
- Выгрузка — ковш раскрывается.
- Возврат в забой.
Опытный оператор совмещает движения — поднимает стрелу и одновременно поворачивает платформу, — поэтому насосы делят поток между несколькими потребителями.
Устройство перегружателя
Перегружатель — машина на базе экскаватора для перевалки лома, леса и сыпучих материалов. Ходовая и платформа у него те же, а отличия — в рабочем оборудовании и кабине:
- Длинная стрела и рукоять — у колёсного XE480WM 8 600 и 6 000 мм, у XE800WM — 12 000 и 8 500 мм, с вылетом до 20 000 мм.
- Кабина с гидравлическим подъёмом — у XE480WM: оператор видит кузов и содержимое вагона сверху.
- Выносные опоры — у XE480WM спереди и сзади: удерживают машину от опрокидывания при работе на вылете.
- Навесное вместо ковша — для XE480WM это грейфер, многочелюстной или лесной захват, магнитная плита.
Гусеничные перегружатели XE230M–XE500DM устроены по той же схеме, но стоят на гусеницах — их выбирают для работы на мягком грунте складов и отвалов.
Что выбрать из линейки XCMG
- XE20E — мини-экскаватор с раздвижной ходовой (колея 760–1 070 мм) и поворотом стрелы: дворы, участки, работа у стен.
- XE225DN — габаритная машина с режимом форсирования гидравлики и стрелой 5 680 мм: город и частые перевозки.
- XE260D — насосы 2 × 242 л/мин и усилие на ковше 185 кН: котлованы и погрузка самосвалов.
- XE480WM — колёсный перегружатель с подъёмной кабиной: лом, лес, сыпучие материалы.
Вопросы и ответы
Как работает экскаватор?
Дизель вращает гидронасосы, масло под давлением через распределитель подаётся в гидроцилиндры стрелы, рукояти и ковша и в гидромоторы поворота и хода. Оператор джойстиками направляет поток масла к нужному узлу.
Из чего состоит ходовая часть гусеничного экскаватора?
Из рамы и двух гусеничных тележек: на каждой — натяжное колесо, ведущая звёздочка с гидромотором хода, опорные и поддерживающие катки и гусеничная лента из звеньев с башмаками.
Где взять чертёж экскаватора с размерами?
Габаритный чертёж и схему рабочих зон уточните в руководстве по эксплуатации модели.
Чем перегружатель отличается от экскаватора?
Удлинённой стрелой и рукоятью, подъёмной кабиной и навесным для перевалки — грейфером, захватом или магнитом. Ходовая и гидросистема устроены так же, как у экскаватора.
Итог
Экскаватор — это ходовая, поворотная платформа и рабочее оборудование, соединённые гидравликой: насосы создают поток, распределитель направляет его, цилиндры и моторы превращают его в движение. Понимая схему экскаватора, проще сравнивать модели по насосам, стреле и усилиям. Все машины — в разделе «Экскаваторы». Расскажите менеджеру АДК о своих работах — он подберёт модель и рассчитает стоимость; контакты — на странице «Контакты».
