2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели машин для земляных работ

Состояние и перспективы развития машин для земляных работ

М.А. Перепелкин, канд. техн. наук, доц. кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Н.И. Мокрицкая, канд. пед. наук, зав. кафедрой «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Е.А. Ельникова, ст. преподаватель кафедры «Автомобильного транспорта» ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет»

Стоимость производства земляных работ весьма значительна. Совершенно очевидно, что земляные работы должны производиться только механизированным способом, удешевляющим и ускоряющим производственный процесс и резко снижающим его трудоемкость. Правильный выбор метода и средств механизации земляных работ является необходимым условием их успешного выполнения.

При всем разнообразии назначения земляные, карьерные и вскрышные работы состоят из одних и тех же многократно повторяющихся операций. Данные операции заключатся в копании грунта, погрузке его в рабочие органы машин для земляных работ, транспортировании грунта и укладке или выгрузке его в отвал.

Земляные работы выполняются с помощью специально предназначенных для данного вида работ машин. К таким машинам относят, как правило, землеройные (экскаваторы) и землеройно-транспортные (бульдозеры, автогрейдеры, скреперы) машины, а также средства гидромеханизации.

Несмотря на высокое развитие и большое разнообразие землеройной техники, некоторые отдельные виды земляных работ по настоящее время выполняют вручную. До сих пор при достаточно высоком уровне комплексной механизации отдельные процессы разработки больших объемов грунтов недостаточно механизированы (к примеру, зачистка дна, откосов и др.). Однако, несмотря на это, в настоящее время продолжают внедряться новые разработки и приспособления, монтируемые на экскаваторах, бульдозерах, автогрейдерах и скреперах, которые значительно снижают затраты труда на этих работах. Важнейшей задачей настоящего и ближайшего времени является полное завершение комплексной механизации земляных работ. Применение высокопроизводительных машин для земляных работ, несомненно, будет способствовать завершению этой цели.

Современное состояние российского машиностроения, предназначенного для обеспечения потребностей парка машин для земляных работ, оставляет желать лучшего, т.к. в подавляющем большинстве повсеместно эксплуатируются машины зарубежного производства. Современные машины отечественного производства значительно отстают от зарубежных аналогов, которые обладают высоким уровнем требований к качеству производимых работ. По настоящее время парк машин для земляных работ продолжает расти, что обусловлено непрерывным увеличением работ, производимых этими машинами. Данный вид машин имеет широкую область применения на различного рода земляных работах. Широкое их применение обусловило значительное увеличение их мощности, упрощение конструкции, а также простоты обслуживания при высокой производительности.

Также немаловажную роль сыграло значительное упрощение управлением рабочими органами машин данной группы (к примеру, многие гидравлические экскаваторы управляются так называемыми джойстиками), но это в большей степени относится к машинам зарубежного производства.

В настоящее время существует одна остро стоящая проблема, которая заключается в комплектации парка машин для земляных работ. Главной сутью этой проблемы является то, что стоимость машин для земляных работ зарубежного производства в несколько раз выше, чем наших аналогов, и порой в 4–6 раз.

Цель технического совершенствования машин для земляных работ – повышение их эффективности путем сокращения продолжительности рабочего цикла и снижения утомляемости оператора. Это достигается за счет мероприятий, группирующихся по следующим направлениям:

– улучшение условий труда: повышение комфортности и безопасности кабин, автоматизация систем контроля и управления, более удобное расположение органов управления и снижение усилий на рукоятках, вентиляция и кондиционирование кабин, улучшение звуко- и виброизоляции;

– сокращение простоев: повышение надежности машин, улучшение качества очистки и увеличение срока службы рабочих жидкостей, расширенный контроль технического состояния машин, автоматическая диагностика их агрегатов и систем, снижение трудоемкости и увеличение периодичности технических обслуживаний, увеличение заправочных емкостей;

– расширение технических возможностей: увеличение мощности силовых установок, рабочих и транспортных скоростей, маневренности, тяговых усилий, давлений в гидросистемах, использование быстродействующих захватов и быстроразъемных соединений для быстрой смены рабочих органов;

– повышение экологической безопасности: снижение ток- сичности выхлопа двигателей внутреннего сгорания, изоляция интенсивных источников шума, применение щадящих опорную поверхность пневмоколес пониженного давления и т.п., использование рабочих жидкостей – безвредных или разлагающихся на открытом воздухе в безвредные компоненты, исключение утечек рабочих жидкостей благодаря надежным быстроразъемным соединениям.

Для машин, которые предполагается эксплуатировать в районах с очень холодным климатом, необходимы утепленные обогреваемые кабины с двойным или тройным остеклением, рабочие жидкости, смазки и топлива со специальными присадками и резинотехнические изделия с высоким содержанием натурального каучука, не теряющие эластичности и прочности при низких температурах. Их металлические конструкции следует изготавливать из нехладноломких сталей [1].

Читать еще:  Ушло масло в двигателе что делать

Современное машиностроение развивается по пути снижения потребления энергии, топлива, материалов и сырья, а также уменьшения трудозатрат при изготовлении машино- строительной продукции.

Важным фактором повышения эффективности эксплуатации машин для земляных работ является контроль за местом нахождения и работой машин, позволяющий оперативно реагировать на чрезвычайные ситуации. В ряде стран, в том числе в России, налажена радионавигационная система для определения места нахождения машины. Наличие радиосвязи между диспетчерским пунктом и машиной позволяет оперативно реагировать на непредвиденные обстоятельства. Кроме того, наличие комплекта датчиков контроля за работой машины, бортового компьютера и аппаратно- программных средств обеспечения позволяет записывать и затем анализировать всю статистическую и динамическую информацию об эффективности эксплуатации машины. В нашей стране успешно эксплуатируется радионавигационная система «Дорожник» для обеспечения эффективной уборки городских улиц г. Москвы.

При разработке соответствующих автоматизированных радионавигационных систем, контроль и слежение за машинами для земляных работ и другими подвижными объектами можно существенно улучшить за счет комплексного использования спутниковых навигационных систем GPS (США), Глонасс (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия) и Galilio (Евросоюз).

В конце XX столетия в США (затем в Японии) началось широкомасштабное освоение этих систем для проведения землеройных, профилирующих и уплотнительных работ с помощью специальных машин.

Управление машинами для земляных работ (автогрейдерами, бульдозерами, скреперами, экскаваторами) с использованием GPS обеспечивает оптимизацию и ускорение технологических процессов (резания, копания и др.) за счет точного позиционирования рабочего органа и машины в целом в любой момент времени. При этом обеспечивается стабильность и точность курсовой устойчивости машин в соответствии с проектными требованиями [2, 3].

Как правильно выбрать экскаватор

Механический экскаватор, также называемый гидравлическим экскаватором, представляет собой машину, состоящую из колесного или гусеничного шасси, на котором установлена поворотная револьверная головка, которая состоит из водительского места, двигателя, гидравлических систем и рычага.

Рычаг, который имитирует движения человеческой руки, позволяет использовать различные инструменты, наиболее распространенным из которых является ковш для копания земли, однако, это также могут быть молоты, захваты, вилы, инструменты для сноса и т. д. Такая универсальность делает машину незаменимой для выполнения земляных работ на строительных площадках, а также для манипулирования сыпучими веществами, работ по сносу, добыче полезных ископаемых и лесных работ.

Как выбрать экскаватор ?

Существует две основные категории экскаваторов: колесные экскаваторы и гусеничные экскаваторы, обе конфигурации имеют свои преимущества и недостатки, и вам нужно будет сначала определить, какой из них вам больше подходит.

Затем вам нужно будет определить, нужен ли вам «стандартный» экскаватор или экскаватор с конкретной конфигурацией. Существует не так много морфологических различий между различными экскаваторами, даже у разных производителей, механический экскаватор — это универсальная машина, и зачастую достаточно просто сменить инструмент в соответствии с выполняемой работой.

Однако, существует несколько конфигураций, адаптированных к конкретным условиям, например:

  • Демонтажные экскаваторы, стрела которых вытянута, чтобы достичь вершины зданий с помощью инструментов для сноса, их кабина, как правило, защищена от падающих материалов и может быть приподнята вверх, чтобы оператор мог видеть, на каком именно участке он работает.
  • Экскаваторы без противовеса, могут вращаться, не выходя за пределы занимаемого машиной участка, что позволяет работать вблизи стен без риска прикосновения к ним. Экскаваторы-пауки, оснащенные шарнирными «ногами», работают на крутых или сложных участках.
  • Многофункциональные экскаваторы, имеют стрелу с дополнительными соединениями, позволяющими увеличить диапазон возможных движений и, следовательно, универсальность машины.
  • Можно также привести в пример «экскаваторы рельсы / дороги», предназначенные для перемещения по железнодорожным сетям, амфибийные модели для работы на водоемах, …

Основным критерием выбора экскаватора является его размер и мощность. Размер машины характеризуется ее весом в рабочем состоянии (речь идет, например, об экскаваторе в 10 тонн). Диапазон доступных размеров очень широк, менее тонны для самых маленьких моделей и более 100 тонн для экскаваторов для шахт и карьеров.

Вам небходимо будет выбрать экскаватор, адаптированный к вашим потребностям, слишком маленькая модель может не соответствовать потребностям выполняемой работы, слишком большая модель может быть слишком громоздкой, а, главное, слишком дорогостоящей.
Вес экскаватора дает общее представление о размере машины, но важно убедиться, что стрела может достичь максимального расстояния для выполнения требуемой работы; большинство производителей приводят в своей технической документации график, представляющий кинематику стрелы и, следовательно, максимальной высоты и глубины, которые она может достичь.

Читать еще:  Быстро падают обороты двигателя рено

Другим важным параметром является мощность двигателя, который приводит в действие гидравлический блок питания, который в свою очередь приводит в действие стрелу и инструменты, которые могут быть установлены на ней. Она более или менее соответствует размерам машины, но может и отличаться, более мощный двигатель может позволить выполнять более сложную работу.
Экскаваторы оборудованы дизельными моторами, хотя некоторые гибридные дизельно-электрические модели, оснащенные системами рекуперации энергии, появились в последние годы.
Данное оборудование должно соответствовать нормам борьбы с загрязнением среды в странах, где они будут использоваться, наиболее известными являются американские нормы Tier и европейские Euro Stage.

После того, как вы определили основные характеристики машины, которая вам необходима, выбор будет осуществляться по таким критериям, как эргономика кресла водителя, комфортное оборудование или помощь в работе, уровень шума.

Основные критерии для выбора экскаватора :

  • Применение
  • Размер/Вес
  • Мощность/стандарт двигателя

Каковы преимущества выбора гусеничного экскаватора?

Ваш выбор остановится на гусеничном экскаваторе, если машина должна работать без больших перемещений на неровных областях или на мягком грунте.Действительно, гусеницы имеют отличную тяговую способность и хорошо распределяют массу по всей контактной поверхности.
Расстояние и ширина гусениц благоприятствуют стабильности машины, широкие гусеницы отлично подходят для мягких (болотистых) грунтов, а на более твердой и абразивной поверхности они будут изнашиваться быстрее.

С другой стороны, скорость движения гусеничного экскаватора не превышает 5 км/ч, поэтому они подходят для работ, где экскаватор не должен перемещаться часто и на большие расстояния.
Гусеничные экскаваторы представляют большинство доступных моделей и могут достигать рабочего веса в 980 тонн (и мощность 3000 кВт) для более крупных моделей, используемых в горной промышленности.

Преимущества/недостатки гусеничных экскаваторов

  • Превосходная тяга на мягком грунте
  • Медленные перемещения

Каковы преимущества выбора колесного экскаватора?

Колесный экскаватор обеспечивает гораздо более высокую скорость движения, около 35 км/ч, поэтому он более подходит для работ, где требуется мобильность машины. В свою очередь, колеса имеют меньшую тягу, чем гусеницы из-за поверхности контакта с землей, но они больше приспособлены для работы на твердых поверхностях (бетон, асфальт и т.д.).

Колесные экскаваторы не превышают ходовой вес в 130 тонн и мощность 400 кВт.

Преимущества/недостатки колесных экскаваторов

  • Отличная подвижность
  • Менее превосходная тяга на мягком грунте
  • Быстрые перемещения
  • Адаптация к твердому грунту

Как выбрать размера экскаватора?

Производители предлагают широкий ассортимент экскаваторов, от менее чем тонны до нескольких сотен тонн. В следующей таблицы приводятся диапазоны размеров :

Вес в рабочем состоянииХодовое названиеПрименение
100 тонн
> 220 462 фунта
Экскаватор для шахт, Производственный экскаваторЭти экскаваторы, как правило, используются в карьерах, например, для добычи руды.

Разновидности размеров экскаваторов

  • Микро-экскаватор
  • Мини-экскаватор
  • Малогабаритный экскаватор
  • Стандартный экскаватор
  • Тяжелый экскаватор

Что такое экскаватор-паук?

Экскаватор-паук, также называемый ходовым экскаватором, может монтироваться или не монтироваться на колесах, он оснащен телескопическими и / или шарнирными стабилизаторами, позволяющими устойчиво работать в очень крутых зонах.

Такие экскаваторы могут использоваться, например, для акробатических работ на участках с крутыми склонами или для лесохозяйственных работ в горных районах.

Тенденции

После появления нескольких лет назад машин с гибридным двигателем тенденцией к будущему экскаваторов, безусловно, является появление в 2018 году моделей 100% электрических экскаваторов, работающих от аккумулятора.
В отсутствие дизельного двигателя эти экскаваторы имеют чрезвычайно низкий рабочий уровень шума и полное отсутствие выбросов загрязняющих веществ, поэтому они вполне подходят для городских строительных объектов.

Особенности выбора мотобура для земляных работ

Мотобур – относительно простое и безопасное в эксплуатации оборудование, которое служит для изготовления отверстий под опоры заборов, столбы свайных фундаментов, ямы под посадку кустов и деревьев, скважин колодцев. В его конструкцию входят: двух- или четырехтактный бензиновый двигатель, редуктор, который передает вращение от вала двигателя на шнек и увеличивает крутящий момент, шнек – винтовой стержень, ручки с виброгасящими накладками.

Какой мотобур лучше выбрать для проведения земляных работ: виды оборудования по массе

При покупке этого оборудования учитывают характеристики грунта, который планируется разрабатывать, и диаметр получаемого отверстия:

  • Легкие. Их масса не превышает 30 кг. Их оборудуют двухтактным бензиновым двигателем. Диаметр винтовой части не превышает 150 мм. С помощью легких мотобуров можно пробурить отверстия глубиной до 2 м в песчаных, супесчаных, торфянистых грунтах. Это компактное оборудование, в котором регулировка скорости обычно не предусматривается. Работать с ним может один оператор.
  • Тяжелые. Имеют массу до 80 кг. Эти мощные мотобуры для земляных работ рассчитаны на двух операторов. Двигатель – бензиновый четырехтактный. Тяжелые мотобуры рассчитаны на пробуривание отверстий глубиной до 5 м в сложных грунтах – глиноземе, черноземе.
Читать еще:  Быстро греется двигатель ваз 2114 на холостых

Какой мотобур лучше купить для проведения земляных работ: конструктивные варианты

Во время выбора подходящей модели учитывают следующие параметры:

  • Характеристики бензинового двигателя. Четырехтактные двигатели – более экономные в плане расхода топлива, мощные, бесшумные, экологичные, по сравнению с двухтактными.
  • Характеристики шнека. Посадочный диаметр шнека может быть равен 20 мм или 32 мм. При необходимости используют адаптер. Наиболее популярные диаметры винтовой части – 100, 150, 200 мм. В продаже есть режущие инструменты большего диаметра – 250 и 300 мм, используемые при устройстве мощных столбчатых фундаментов или при монтаже крупногабаритных опор. Они могут устанавливаться только на высокомощное оборудование. Лезвия – приваренные к валу или сменные. В первом случае при повреждении одного лезвия придется менять весь шнек. Для бурения глубокой скважины используются специальные штанги-удлинители. Двухзаходные модели шнеков легко справляются даже со сложными грунтами.
  • Максимальная мощность. Этот показатель определяет производительность земляных работ, максимальный диаметр отверстия, допустимую плотность грунта.
  • Характеристики бака для топлива. Топливная емкость должна быть достаточно вместительной и иметь удобную горловину, чтобы при заправке оборудование не заливало топливом.

Важную роль в удобной эксплуатации мотобуров играет наличие дополнительных опций, к которым относятся:

  • Система оперативного торможения. Предотвращает поломку редуктора при заклинивании.
  • Реверсивный ход. Эта функция позволяет удобно извлекать шнек из пробуренного отверстия.
  • Демпферная пружина. Служит для гашения вибраций, снижает последствия заклинивания.
  • Блокирующие рычаги. Не допускают случайный пуск мотобура и повышают безопасность его эксплуатации.

Cтабилизаторы грунта и xолодные ресайклеры

Интеллектуальные системы содействия

Компьютеризованные функции автоматики оптимизируют не только рабочие процессы и производительность машины, но и результативность машиниста. Многочисленные интеллектуальные информационные и диагностические системы помогают оператору, упрощая его работу и повышая ее эффективность. Ниже представлены несколько примеров систем содействия для холодного ресайклинга и стабилизации грунта

Система двигателя и диагностики

Самая современная измерительная техника во многом превосходит традиционные, ручные методы. Диагностическая техника WIRTGEN позволяет без особых усилий с помощью дисплея управления из кабины проводить диагностику технического обслуживания, настройку параметров или выявление и устранение неисправностей. Автоматическая самодиагностика машины автоматически наблюдает за клапанами, датчиками и компонентами управления. Многочисленные, хорошо визуализированные страницы дисплея предоставляют быструю и высокоточную информацию о состоянии машины.

Высокотехнологичная диагностическая техника повышает производительность.

Диагностика и настройка параметров осуществляются с помощью дисплея управления.

Точное соблюдение заданной дозировки заполнителей является обязательным для высококачественных процессов стабилизации и переработки. Надежные системы впрыска с микропроцессорным управлением гарантируют тщательное регулирование различных добавок, таких как вода, эмульсия или вспененный битум.

Лучший обзор: Важные параметры машины также постоянно отображаются в нижней строке меню.

Такие параметры как ширина укладки и распределяемое количество настраиваются интуитивно.

Для достижения высококачественных результатов перемешивания недостаточно лишь один раз ввести требуемые параметры. Во время рабочего процесса они должны постоянно соблюдаться. Микропроцессоры регулируют с помощью расходомеров добавление воды, эмульсии или вспененного битума. Добавка соответствующих связующих веществ осуществляется в зависимости от предварительно выбранных параметров, таких как рабочая ширина, глубина, плотность и продвижение машины. Ввод осуществляется удобно и просто с помощью элементов управления левой ручной консоли, а также дисплея.

Системы камер-мониторов все больше развиваются и становятся важным помощником при наблюдении за рабочими процессами и их последовательностью на тех машинах, где хороший обзор обязательно необходим. Камера заднего вида входит уже в базовое оснащение WR.

Ассистент движения задним ходом думает вместе – он помогает оператору линиями ассистента движения при движении назад.

По желанию заказчика на машину можно установить даже систему с четырьмя цветными камерами высокого разрешения – в хвостовой части машины, с левой стороны машины, а также снизу на передней и задней стенке фрезерно-смесительной камеры. При использовании нескольких камер для отображения изображений с камеры устанавливается дополнительный дисплей.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector