Карьерностроительные экскаваторы

Гусеничные экскаваторы массой 70–100 т

Многие производители поставляют тяжелые экскаваторы в комплектациях с рабочим оборудованием как «обратная лопата», так и «прямая лопата» для соответствующих технологий добычи, также варьируются исполнения ходовой части, башмаков, стрел, рукоятей и ковшей в зависимости от грунтовых условий карьера (котлована). Машины этой весовой категории оснащают мощными дизельными двигателями, электрический привод доступен для более тяжелых горных экскаваторов, однако компания Liebherr в стремлении достигнуть лучших экологических показателей разработала 85- и 100-тонные экскаваторы с электрическим приводом.

Как правило, такими машинами занимаются компании, которые выпускают строительную и горную гаммы техники, так как для этой весовой категории необходимы навыки проектирования горной техники и производственные площадки, способные изготавливать металлоконструкции требуемых размеров.

Тяжелые экскаваторы также служат базой машинам для сноса и разрушения. Возможны различные варианты оснащения оборудованием для сноса: гидромолот, гидроножницы или мультипроцессор устанавливают на рукоять или вместо рукояти либо полностью меняют рабочее оборудование на специализированное. Для работы со сверх­длинным рабочим оборудованием требуется значительная модификация гидросистемы.

В весовой категории 70–100 т корпорация Caterpillar^® предлагает две модели нового поколения: Cat 395 массой 94 т и Cat 374 массой 74 т, которые в 2020 и в 2021 гг. сменили модели серии F. Экскаватор Cat 374 получил двигатель Cat C15 мощностью 362 кВт (485 л.с.), Cat 395 – двигатель С18 мощностью 405 кВт (543 л.с.). Двигатели устанавливают в том экологическом исполнении, которое необходимо для региона поставки машины.

При проектировании особое внимание обращали на срок службы компонентов и машины в целом, на грузоподъемность и рабочий цикл, на эксплуатационные расходы в стремлении увеличить производительность машины и сократить совокупную стоимость владения. С целью увеличения производительности функцию поворота платформы выделили в отдельный гидравлический контур с отдельным насосом. Это позволило увеличить на 10% крутящий момент, создаваемый механизмом поворота, что особенно важно при работе на уклоне, а также совмещать операции без потери мощности. Увеличили максимальное давление в гидросистеме и диаметр штока гидроцилиндра рукояти для увеличения усилия копания и ускоренного наполнения ковша. Cat 395 работает с ковшом вместимостью 6,5 м³ – на 15% больше, чем у предшествующей модели. Для компенсации нагрузки на 3,3 т увеличили массу противовеса. Ковш вместимостью 5 м³ и предназначенный для тяжелых условий работы был разработан специально для экскаватора Cat 374. Для загрузки 40-тонного самосвала нужно пять таких ковшей. Контролировать загрузку ковша и самосвала помогает система взвешивания Cat Payload.

Благодаря усилению ряда элементов увеличены надежность и срок службы экскаватора. Так, толщину нижнего листа рукояти, подверженного интенсивному износу, увеличили на 14% в сравнении с предшествующей моделью. Таким же образом поступили со стрелой, толщину нижнего листа увеличили на 59%, а верхнего листа на 36%, увеличив таким образом устойчивость стрелы к изгибающим нагрузкам, плюс изменили форму внутренних усиливающих перегородок. Эти модификации дополнили подбором более прочной стали для штоков гидроцилиндров и установили дополнительные уплотнения для снижения риска утечек рабочей жидкости.

Ряд изменений внесли в конструкцию опорно-поворотного устройства и раму поворотной платформы для их усиления, в частности, применили стальные листы большей толщины. Также изменили конструкцию рамы гусеничной тележки, увеличили толщину и высоту звеньев гусеничной цепи, усилили опорные катки.

Сокращение расходов на обслуживание на 20% и времени простоя достигнуто за свет увеличения интервала замены гидравлического фильтра с 2000 до 3000 ч, топливных фильтров с 500 до 1000 ч. Воздушные фильтры нового поколения обладают увеличенным вдвое ресурсом, что также продлевает срок их эксплуатации.

Обе модели подготовлены к установке автоматической системы смазки – предусмотрены специальные кронштейны на рукояти, стреле и поворотной платформе, точки крепления для насоса в отсеке для хранения инструментов, куда уже выведены электрические провода.

Компания POWERPLUS Group Pte Ltd, производственные мощности которой сосредоточены в Китае, поставляет строительную технику в более сотни стран мира, в том числе экскаватор PP800E-XI массой 71,2 т с рабочим оборудованием «обратная лопата» с ковшом вместимостью 4 м³. Промышленный потенциал Китая и стремление компании использовать передовые конструкторские и технологические решения позволяют создавать производительную технику и предлагать ее на рынке по конкурентным ценам.

С каждым поколением тяжелой модели PP800E компания совершенствует конструкцию и комплектацию. Так, экскаватор PP800E-IX оснащали двигателем Cummins QSM110-C400 мощностью 298 кВт (405 л.с.), комплектом рабочего оборудования «обратная лопата» или «прямая лопата». Компания принципиально использует двигатели Cummins – мощные, проверенные и ремонтопригодные.

В комплектации современной модели PP800E-XI использованы оригинальные агрегаты ведущих мировых поставщиков: значительно более сильный двигатель Cummins QSX15 мощностью 354 кВт (481 л.с.) производства США, главный насосный агрегат и насос поворота платформы Kawasaki японского производства, главный гидрорас­пределитель Kawasaki, гидромоторы хода O&K. Тандемный насосный агрегат обеспечивает поток до 900 л/мин (два насоса) и рабочее давление 34,3 МПа.

В соответствии с увеличившейся мощностью и нагрузкой проведен перерасчет всех несущих металлоконструкций, увеличена толщина и прочность металла. Самые ответственные и наиболее интенсивно изнашивающиеся детали ходовой части подвергают специальной термообработке по итальянской технологии, что увеличивает срок их службы.

В весовой категории 70–100 т компания Liebherr предлагает три модели в различных комплектациях. Для российского рынка предназначены модели R 966 Litronic массой 68,5–73 т, R  976 Litronic массой 85,8–93,3 т и R 980 SME Litronic массой 95,5–101,2 т, оснащенные двигателями экологического уровня Stage IIIA. Также доступны комплектации с двигателями уровня Stage V. Экскаваторы поставляют в исполнении с рабочим оборудованием «обратная лопата» или «прямая лопата».

Так, экскаватор R 966 Litronic оснащают двигателем мощностью 320 кВт (435 л.с.), ковшом «обратная лопата» вместимостью 3–5,5 м³ в зависимости от плотности грунтов либо ковшом «прямая лопата» вместимостью 3,5–5 м³.

Экскаватор R 976 Litronic оснащают двигателем мощностью 400 кВт (544 л.с.), ковшом «обратная лопата» вместимостью 4,2–6,8 м³ в зависимости от плотности грунтов либо ковшом «прямая лопата» вместимостью 5,1–6 м³.

Экскаватор R 980 SME Litronic оснащают двигателем мощностью 400 кВт (544 л.с.), ковшом «обратная лопата» вместимостью 5,2–7,2 м³ в зависимости от плотности грунтов либо ковшом «прямая лопата» вместимостью 5,4–6,5 м³. Усиленное рабочее оборудование разработано специально для тяжелых условий эксплуатации с увеличенными в размерах компонентами кинематики для увеличения усилия на рукояти и ковше. Предусмотрена защита нижней поверхности рукояти и шторка гидроцилиндра ковша, доступна защита штока гидроцилиндров рукояти и стрелы. Конструкция ковшей также усилена для разработки прочных грунтов. Так, ковш вместимостью 7,2 м² рассчитан на грунт плотностью 1,65 т/м³. Для гусеничных тележек использованы компоненты от экскаваторов более тяжелого класса.

Дизельные двигатели не единственный вариант для экскаваторов Liebherr. Недавно компания представила электрические гусеничные экскаваторы R976-E и R980 SME-E, сконструированные и изготовленные компанией Liebherr-France SAS в г. Кольмаре (Франция). Электрическая система экскаватора питается от источника напряжения 6000 В через кабельное соединение. Питание поступает от высоковольтного распределителя на 6000 В/ 50 Гц. В качестве опции предлагают наматывающее устройство для кабеля. На поворотной платформе размещены трансформаторный распределительный шкаф (высокое или низкое напряжение) и низковольтный шкаф для распределения и управления сетью 690 В, 230 В и 24 В.

Экскаваторы R976-E и R980 SME-E – современные машины, оснащенные системой климат-контроля в кабине, 9-дюймовым дисплеем, системой внешних камер наблюдения.

Корпорация CNH Industrial поставляет в Россию строительную технику под маркой CASE Construction Equipment (CASE CE). В диапазоне 70–100 т компания поставляет модели CX700B массой 70 т и CX800B массой 80 т. Для максимальной производительности компания предлагает экскаваторы в исполнении Mass Excavation (ME), разработанном для карьеров. Укороченное рабочее оборудование исполнения МЕ оснащается цилиндрами увеличенного диаметра и ковшом максимальной емкости.

Экскаватор CX700B оснащен 6-цилиндровым дизельным двигателем Isuzu мощностью 345 кВт (463 л.с.), CX800B – таким же двигателем с увеличенной до 397 кВт (532 л.с.) мощностью. Двигатели соответствуют экологическому уровню Tier 3A/ Stage IIIA. Гидравлическая система включает два тандемных аксиально-поршневых насоса с подачей 2х440 л/мин (CX700B) и 2х500 л/мин (CX800B) под рабочим давлением 31,4 МПа. У экскаватора CX800B усилие копания на рукояти достигает 317 кН при усилии отрыва на ковше в 430 кН, что дает достаточно мощности для применения в карьерах. CX800B работает с ковшами вместимостью от 2,4 до 4,3 м³ различного исполнения.

Предусмотрены три режима работы гидросистемы и двигателя: Speed Priority с приоритетом скорости, режим Heavy, оптимизирующий баланс между производительностью и топливной экономичностью и режим Аuto для операций, где требуется высокая точность и плавность работы.

Мощная основная рама ходовой части изготовлена из толстых стальных пластин, обеспечивающих надежность и длительный срок службы. Компоненты ходовой части разработаны с большим запасом прочности. Основание стрелы выполнено из литой стали, места концентрации напряжений на стреле усилилены дополнительными пластинами.

На российском рынке корпорация Hitachi предлагает тяжелые экскаваторы ZX670-5G массой 70 т и ZX870-5G массой 80,8–85,8 т в зависимости от комплектации, с двигателями Isuzu экологического уровня Stage II мощностью 312 кВт (418 л.с.) у ZX670-5G и 360 кВт (483 л.с.) у ZX870-5G. Двигатель агрегатирован с тандемным аксиально-поршневым насосным агрегатом с подачей 443 л/мин (ZX670-5G) 512 л/мин (ZX870-5G) каждый насос и рабочим давлением 31,9 МПа.

Основные варианты комплектации экскаваторов включают стандартную или удлиненную гусеничную ходовую часть, башмаки шириной 650, 750 или 900 мм, стандартную – 1675 мм или высокую – 1817 мм кабину.

Комплектации рабочего оборудования «обратная лопата» экскаватора ZX670-5G могут включать короткую стрелу для массовых земляных работ длиной 6,8 м, рукоять 2,9 м, ковш вместимостью 1,5; 2,5 или 2,9 м³. Стандартное рабочее оборудование включает стрелу длиной 7,8 м, рукоять длиной 3,6 или 4,2 м, ковш вместимостью 1,5–3,8 м³ в зависимости от плотности грунтов.

Для экскаватора ZX870-5G предусмотрены варианты комплектации с коротким рабочим оборудованием «обратная лопата» для массовых земляных работ: стрела длиной 7,1 м, рукоять 2,95 или 3,7 м, ковши вместимостью 2,9–4,5 м³. Стандартное оборудование включает стрелу длиной 8,4 м, рукоять 3,7 или 4,4 м, ковши вместимостью 1,9–4,5 м³.

Корпорация Kobelco, экскаваторы которой в России представляет компания «Русбизнес­авто», поставляет на рынок тяжелую модель SK850LC-10 массой 80,2–86,6 т, представленную в 2019 г. Машина отвечает современным экологическим требованиям и оснащается двигателем HINO мощностью 380 кВт уровня EU Stage V. Двигатель агрегатирован с тандемным насосным агрегатом с подачей 504 л/мин каждый под рабочим давлением 33 МПа.

Масса экскаватора варьируется в зависимости от выбранных башмаков шириной 650, 750 или 900 мм, стандартного или короткого рабочего оборудования и стандартного или утяжеленного на 3 т противовеса.

Стандартное рабочее оборудование включает стрелу длиной 8,25 м, рукоять длиной 3,6, 4,4 или 5,4 м, ковш вместимостью 2,3–4,6 м³. Короткое оборудование для массовых работ включает стрелу длиной 7,25 м, рукоять длиной 2,9 м, ковш вместимостью 5,4 м³.

В диапазоне массы 70–100 т компания XCMG предлагает вниманию российских заказчиков модели XE700C массой 68 т и XE900C массой 88 т. Модель XE700C оснащена двигателем Cummins мощностью 336 кВт, модель XE900C – двигателем Cummins мощностью 395 кВт. Двигатель агрегатируют с тандемным регулируемым аксиально-поршневым насосом, который обеспечивает вырывное усилие 370 кН у модели XE700C и 480 кН у XE900C. В комплектации гидросистемы использована гидроаппаратура японских производителей Kawasaki и Kayaba. Экскаваторы оснащают рабочим оборудованием «обратная лопата» с ковшами вместимостью 2,8–3,5 м³ (XE700C) и 3,5–4,5 м³ (XE900C).

Экскаватор Hidromek HMK 500 LCHD новой серии Н4 создан для разработки и погрузки рудных и нерудных материалов. Конструкции экскаваторов усилены с расчетом на тяжелые условия эксплуатации в карьерах, а специально разработанная гидравлическая система обеспечивает минимальный рабочий цикл. Устойчивость обеспечивает удлиненная гусеничная тележка для тяжелых условий.

Модель HMK 500 LCHD массой 51,4 т создана так, чтобы длительное время работать с полной нагрузкой в карьере или на строительстве – ее несущие металлоконструкции выполнены из высокопрочной стали. На машине установлен двигатель Isuzu мощностью 266 кВт, тандемный насос с подачей 376 л/мин каждой секцией, стрела длиной 6,3 м, рукоять длиной 2,6  м и ковш вместимостью 3,2 м³.

Комфортабельную и без­опасную работу обеспечивает кабина с интегрированной структурой FOPS, большой площадью остекления, рабочим креслом на пневмоподвеске с 35-градусной регулировкой, системой отопления и кондиционирования, электро-пропорциональная система управления, обеспечивающая точные и плавные движения рабочего оборудования и платформы, система управления OPERA с сенсорной панелью.

Тяжелые строительные экскаваторы используют в основном при добыче нерудных и рудных полезных ископаемых. При этом потребность в этих горных экскаваторах начального уровня достаточно высокая. Для строительного применения не так много проектов с большим объемом земляных работ.