Экскаваторное оборудование нового поколения

П. Станкевич

Klac industrie – молодая фирма, основанная Кристианом Морином (Morin) и группой специалистов в сентябре 2000 года. Klac расположена в 120 километрах к югу от Парижа. Специализация фирмы – разработка навесных орудий для коммунальной техники, главным образом для мини-экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков. Одна из разработок компании – ковш Klac marguerite – удостоена премии на выставке INTERMAT 2003 за новизну конструкции.

Klac marguerite с ковшами для песка

Исследования и разработки – один из важнейших аспектов деятельности компании. Так, за первые 30 месяцев своей деятельности она получила 10 патентов. У новых механизмов по сравнению с агрегатами прежней конструкции увеличена производительность, меньше эксплуатационные затраты, они эргономичны и просты в эксплуатации. Уделяют в компании внимание и экологичности своей продукции, безопасности рабочего процесса.

Приблизительно 40% узких канав и траншей невозможно вырыть при помощи траншейных экскаваторов и буровых машин, и чтобы уложить в грунт узкую трубу или кабель, приходится рыть траншею шириной 300...400 мм вместо 100...150 мм. Единственным решением в таких случаях является применение ковшовой техники, но порой все упирается в отсутствие нужного ковша, которым можно было бы вырыть такую узкую траншею.

Компания Klac предлагает решение проблемы. В настоящее время Klac industrie создала два орудия, специально предназначенных для рытья узких траншей – это «городской ковш» Klac city и «полевой ковш» Klac marguerite. Первый предназначен, например, для прокладки труб, второй обеспечивает лучшую производительность в полевых условиях. Основная трудность при рытье узких траншей шириной 100...200 мм ковшом обычной конструкции заключается в том, что боковые стенки ковша расположены очень близко друг к другу и ковш часто забивается налипшим грунтом. Новые конструкции эту проблему решают, причем в каждой проблема решается по-своему.

Семейство Klac marguerite включает в себя орудия для мини-экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков эксплуатационной массой от 1 до 20 т. Каждая модель Klac marguerite рассчитана на землеройную машину определенной эксплуатационной массы. Разработка Klac marguerite состоит из трех небольших ковшей (которые называются ковшами для песка или глины), расположенных один за другим, как ковши роторного экскаватора. Такая конструкция позволяет увеличить объем грунта, вынимаемого ковшами, при очень малой ширине траншеи, недоступной для ковшей обычной конструкции из-за налипания грунта. Конструкция с последовательным расположением ковшей запатентована.

Модель Klac marguerite F, установлена на 6-тонном мини-экскаваторе Neuson 6002

Ковши для песка (малые ковши) предназначены для сыпучего, песчаного или каменистого грунта. Ковши для глины используются для рытья липкого, вязкого грунта наподобие сырой глины. Конструкция этих ковшей обеспечивает самоочистку ковша от грунта. Здесь также предусмотрена функция регулирования орудия в зависимости от ширины траншеи.

Принцип действия Klac marguerite заключается в выемке параллельных слоев грунта. Операторы землеройных машин быстро привыкают к такой особенности работы орудия. Как показали проведенные испытания, достаточно 15 минут, чтобы усвоить: при выемке грунта первый из трех ковшей надо устанавливать почти вертикально. Движением стрелы экскаватора все три ковша заполняются грунтом. Ширина орудия небольшая, поэтому его трудно установить на землю вертикально, например, для замены. Конструкторы предусмотрели два способа замены ковшей в Klac marguerite: это использование Roto-Klac – специального шарнирного крепления для Klac marguerite, на котором орудие можно повернуть на 90° и легко положить на грунт, или применение специальной подставки, которая надежно удерживает Klac marguerite в вертикальном положении.

Насколько известно, оборудования, подобного Klac marguerite, в мире больше нет. Тем не менее разрабатывались другие конструкции ковшей для копания траншей, но из-за налипания грунта на стенки ковша ни одним из них нельзя выкопать траншею шириной 150 мм. Например, вместимость ковшей «банан» или ковшей для глины небольшая, приблизительно в 2...3 раза меньше, чем Klac marguerite, но при копании бывают затруднения с разгрузкой грунта из них. Более того, их затруднительно использовать для выемки сухого грунта, поскольку в этом случае производительность выемки слишком мала.

В семействе моделей Klac marguerite есть вариант шириной 150 мм, производительность которого при копании гораздо больше, чем ковша традиционной конструкции (если представить себе традиционный ковш такой ширины). Никто, кроме фирмы Klac industrie, не выпускает ковши с устройством принудительной разгрузки грунта шириной менее 250 мм, да ковши эти редко бывают совместимы с устройством быстрого присоединения навесных орудий. Нельзя сравнивать с Klac marguerite и баровые машины – узкоспециализированную, дорогую и сложную в эксплуатации технику. Klac marguerite – это нечто среднее между баровой машиной и обычным ковшовым экскаватором.

klac city F шириной 210 мм, установленный на мини-экскаваторе CASE 580 (7,5 т)

Другой особенностью Klac marguerite является его высокая производительность, которая достигается за счет применения трех ковшей. При равной ширине вместимость Klac marguerite по SAE в 2,5 раза превышает вместимость ковша традиционной конструкции. Это соотношение становится еще больше, если сравнить Klac marguerite с ковшом «банан» или с ковшом для глины. При выемке вязкого грунта преимущество Klac marguerite проявляется особенно отчетливо – не имеющие боковых стенок ковши не позволяют грунту налипать, меньше поверхность контакта по отношению к массе вынимаемого материала. По этой причине при копании вместительность Klac marguerite может быть в 4 раза выше, чем ковша для глины. В таком же соотношении увеличивается производительность.

Совершенно очевидно и то, что для рытья траншеи шириной 150 мм машина затратит меньше энергии, чем при рытье траншеи шириной 300 мм. В этом случае экономия измеряется непосредственно снижением расхода дизельного топлива. Другим источником экономии дизельного топлива является снижение врезного усилия. Профиль ковшей Klac marguerite оптимально совпадает с траекторией, которую описывает Klac marguerite при выемке грунта. Грунт не отодвигается в сторону, а прорезается. Благодаря этому снижается сопротивление врезке в грунт рабочего органа. По сравнению с ковшом традиционной конструкции снижаются и потери на трение благодаря меньшей поверхности орудия Klac marguerite, особенно в версии для глины (без боковых стенок). Более того, все три ковша не внедряются в грунт одновременно. Благодаря этому период приложения максимального усилия (внедрения) растянут по времени.

Гидромолот, оборудованный устройством Klac radius, сбивает камень со стены траншеи

Еще одной важной особенностью Klac marguerite является использование привода рабочего орудия, обеспечивающего примерно в 1,4 раза большее усилие, приходящееся на одну режущую кромку, чем обеспечивает рукоять экскаватора (данные усреднены по 150 мини-экскаваторам). Это позволяет значительно снизить нагрузку на машину и расход топлива.

Не следует забывать и о вторичных источниках экономии, зачастую более существенных – это сокращение затрат на выемку и перегрузку грунта и последующую засыпку траншеи извлеченным грунтом или вспомогательным материалом (песком или разжиженной самоуплотняющейся бетонной смесью). Затраты на транспортировку этих материалов также значительно снижаются. Сокращаются и затраты на укладку асфальта после засыпки траншеи и планировки грунта.

Новое землеройное орудие обеспечивает заметное сокращение вредного воздействия на окружающую среду, поскольку транспортируется меньшее количество вынутого грунта и меньше количество засыпаемого в траншею материала, сокращается расход дизельного топлива. Для дорожных строителей также большое значение имеет уменьшение площади, которую необходимо отводить под канавы по обочинам дорог. Аналогичные преимущества дает использование этого орудия при земляных работах в парках и скверах или на частных загородных участках: в ходе работ меньше повреждаются почва и насаждения, снижается риск несчастного случая – траншею проще преодолеть. Снижается и нагрузка от транспортных средств на твердое дорожное покрытие, которым закрывают траншею по окончании работ, так как ширина траншеи небольшая, а значит, уменьшается риск разрушения твердого покрытия, ведь ширина траншеи меньше диаметра или ширины шины грузовика.

Специалисты по землеройной технике проявили большой интерес к Klac marguerite, однако выразили сожаление, что его нельзя использовать в городских условиях: оператору не очень хорошо видно дно откапываемой траншеи. В городе, где под землей проложено множество электрических кабелей и труб, которые далеко не всегда обозначены на чертежах, коммуникации можно повредить. Компания Klac industrie, пытаясь решить и эту проблему, разработала Klac city, ставший идеальным дополнением Klac marguerite. Фактически это орудие для копания узких траншей (210 мм), на которое не налипает грунт. При его использовании обеспечивается большая производительность выемки грунта и устраняется опасность повреждения трубопроводов. Точнее, такая опасность есть, но не больше, чем при копании обычным ковшом.

Бревно надежно удерживается грейфером Klac manip – его можно перенести или погрузить на грузовик

По конструкции Klac city относится к типу ковшей с принудительной разгрузкой, хотя не имеет выталкивающей пластины. Ковш оснащен подвижным дном, которое приводится в действие штоком. При перемещении дна ковш освобождается от грунта. Для снижения шума при работе шарниры опираются на сайлентблоки. Модель Klac city F, предназначенная для машин массой от 6 до 12 т, можно использовать для копания на глубину до 1,1 м без применения фирменного устройства быстрого присоединения навесных орудий или противовеса.

Кроме двух рассмотренных устройств компания Klac разработала еще несколько механизмов. Так, Klac manip предназначен для работы с устройством быстрого присоединения навесных орудий. Его используют для транспортировки отходов, лома, срезанных ветвей деревьев, бревен и камней, для погрузки этих материалов на грузовой автомобиль. Этот грейфер – незаменимое орудие для садовников, лесоводов, работников коммунальных служб.

Гидравлический грейфер известен давно, но Klac manip отличается от них тем, что нет необходимости в дополнительном гидроприводе и присоединяется он к стреле экскаватора, как обычный ковш. Нижняя челюсть оснащена резиновой накладкой и опирается на противовес. Верхняя челюсть приводится в действие гидроцилиндром ковша и охватывает объект, который надо переместить. Эта серия орудий состоит из четырех моделей, предназначенных для машин массой от 1 до 10 т.

Профиль ковша, используемого для выемки грунта из-под труб

В стадии оформления патента находится орудие Klac radius. Оно также предназначено для работы с устройством быстрого присоединения. Klac radius позволяет наклонять гидромолот (или другое орудие, которое может быть совмещено с Klac radius) на угол 15° вправо и влево. Это удобно, например, для обработки гидромолотом стен траншеи.

Наклоняемые пластины с гидроприводом уже известны. Klac radius отличается от них тем, что отпадает необходимость в дополнительном гидроприводе. Механизм обеспечивает три положения Klac radius: с наклоном 15° вправо, вертикально и с наклоном 15° влево. Управление осуществляется из кабины. Устройство очень компактно – для машины массой 1,5 т его масса 7 кг и высота всего 110 мм.
P>Вне всяких сомнений, что разработки молодой французской компании являются новым шагом на пути к универсализации современного землеройного оборудования. Эта тенденция возникла около 30 лет назад и сейчас является доминирующей. По всей видимости, новые разработки Klac industrie найдут своего потребителя очень скоро.

 

 



ФИРМА РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВО Ковш Экскаватор
П. Станкевич Основные Средства 07'2004 10 декабря 2004

Комментарии (0)