Интересные факты из истории создания и развития экскаваторов

Следы карьерных разработок находят на снимках из космоса в Антарктиде. Есть гипотезы о грандиозном проекте добычи полезных ископаемых с последующим затоплением и образованием Черного моря. Некоторые историки допускают применение специальных средств механизации для углубления каналов Древнего Египта. Однако первые документальные подтверждения датированы началом 16 века.

Конструкция землечерпалки обнаружена в чертежах Леонардо до Винчи. Созданный по этой документации механизм был успешно использован при строительстве системы ирригационных сооружений в Миланском регионе. Некоторые элементы изобретения великого итальянца применяют в современных аналогах:

·  зубья – упрощают разрыхление породы;

·  отверстия в ковше – обеспечивают слив жидкости;

·  откидывающееся дно необходимо для быстрой разгрузки;

·  канатный привод с воротом используют для перемещения стрелы и других функциональных частей. 

 

В конце 16 века с помощью плавучей землечерпалки углубили венецианские каналы. Позднее для очистки водоемов применяли различные многоковшовые модификации.

История экскаваторов

Первую конструкцию, оснащенную паровым приводом, создал американский изобретатель Э.Г. Отис. Патент оформлен в 1839 г. Прототип с комплектом чертежной документации уничтожен пожаром тремя годами ранее. 

Основные параметры «Лопаты Отиса»:

·  мощность парового двигателя – от 15 до 20 л.с.;

·  объем ковша – 1,14 м куб.;

·  номинальная производительность – до 50 м куб. породы за час;

·  ходовая часть – железнодорожная платформа;

·  площадка оператора – открытая;

·  привод подъемного механизма – цепной.

Всего было выпущено 7 экскаваторов. Самые лучшие модификации заменяли 180-200 землекопов.

Российские специалисты смогли увидеть действующий экскаватор Отиса в 1839 г. По решению властей консультант ж/д компании Уистлер приобрел один экземпляр для строительства трассы Москва – Санкт-Петербург.

Важные исторические факты	Год	Изобретатель, компания
Плавучая землечерпалка, оснащенная силовым агрегатом 15 л.с.	1809	Институт путей сообщения (Россия)
Общий выпуск паровых моделей в одной серии – около 100 шт.	1877	«Ruston & Proctor & Co.» (Англия)
Прототип гидравлического привода	1882	У.Д. Армстронг (Англия)
Пружинный механизм в системе крепления ковша	1883	«Marion Steam Shovel Company» (США), Г.БарнхардиЭ.Хубер
Одноковшовый экскаватор на ж/д платформе	1902	Путиловский завод (Россия)
Полноповоротная машина с объемом ковша 4 м куб	1905	"Оренштейн & Коппель" (Германия)
Экскаватор с двигателем внутреннего сгорания на гусеничном ходу	1910	"Бюсайрус" (США)
Прототип колесной техники с гидравликой	1948	Марио и Карло Брунери
Полноповоротная модель с гидравлическим приводом	1951	«Hymac» (Англия)

На первых экскаваторах начала 20 века много частей создавали из дерева. Траки обивали стальными листами для упрочнения. Первый механизм с полностью металлическими гусеницами был использован для выполнения рабочих операций в 1912 г. (США). 

В Советском Союзе промышленное производство экскаваторов освоено в начале 30-х годов прошлого века. После войны – выпущены первые карьерные модели. Большой запас прочности позволил увеличить объем ковша с 3 до 5 м куб. Кроме дизелей использовали керосиновые моторы мощностью до 53 л.с.

В середине 50-х канатные экскаваторы стали вытеснять гидравлические модификации. Преимущества этого инженерного решения:

·  уменьшение веса конструкции при равной производительности;

·  увеличение рабочего усилия;

·  возможность применения сменных инструментов и механизмов;

·  плавная регулировка скорости вращения приводного вала.

Технические характеристики «гидравлической лопаты» Э-151 (СССР, 1953 г.):

·  шасси – ГАЗ-63 (полноприводной с укороченной рамой);

·  количество насосов – 3 шт.;

·  поворот стрелы от продольной оси – 100° и 180° вправо и влево соответственно;

·  глубина копания – 1,7 м;

·  объем ковша – 0,15 м куб.;

·  длительность рабочего цикла – 30 с;

·  скорость – до 50 км/ч.

Интересные факты, перспективы технического развития

Самый большой роторный экскаватор, Bagger 288, создала компания Krupp (Германия) в 1978 г:

·  Габариты (Длина х Ширина х Высота) – 240 х 46 94 м;

·  Вес - 13500 тонн;

·  Количество гусениц (двигателей) – 12 (16) шт.;

·  Обслуживающий персонал – 4 чел.

Стоимость гиганта составила более 100 млн долларов США. На общей оси закреплены 18 ковшей с рабочим объемом по 6,6 м куб. В нормальном режиме работы техника обеспечивает производительность до 10000 м куб./ час.

Для выполнения работ на участках со сложным рельефом разработаны высокомобильные модификации – «пауки». Первый экскаватор этого типа (Menzi Muck) создан швейцарскими инженерами в 1996 г. Современная модель М545х обеспечивает силовое усилие при копании до 69 кH. В затруднительных ситуациях можно использовать встроенную лебедку с гидравлическим приводом. Все четыре шарнирные ноги управляются независимо. Допустимо погружение опор в воду на глубину до 2 м. 

По мере улучшения потребительских параметров аккумуляторных батарей становится более популярным оснащение техники электрическим приводом. Такой экскаватор меньше шумит, не загрязняет окружающую атмосферу. Модель с компактными размерами удобно использовать в помещениях. Электромотор проще и надежнее по сравнению с дизельным агрегатом.

Аналогичные решения применяют для создания мощных карьерных модификаций. Однако в этом случае используют не аккумуляторы, а подключение к источнику тока. Канатный экскаватор Komatsu 4800XPC оснащают ковшом емкостью до 70 м куб. Такая техника загружает самые крупные самосвалы за 3-4 приема. Длинная стрела обеспечивает выемку породу на высоте до 19 м. Для оперативной проверки состояния машины (действий оператора) можно использовать систему дистанционного контроля. 

Такие машины рассчитаны на длительное сохранения работоспособного состояния в сложных условиях. Упрощение регламента технического обслуживания снижает эксплуатационные затраты.