На грани…
Гусеничные экскаваторы класса «миди» и сменное навесное оборудование для них
В статье мы рассмотрим, какие бренды на российском рынке предлагают экскаваторы этой интересной группы, условно названной нами «миди», и некоторые типы сменного навесного оборудования для них.
Еще одна модель, которая близка к классу «миди» – XE215C, имеет массу 21,3 т и оснащается ковшом емкостью 0,93 м3. Двигатель ISUZU развивает мощность 128 кВт. Возможна комплектация двигателем Perkins. Ширина трака у XE215C составляет 600 мм, ширина колеи – 2290 мм и давление на грунт – 47,1 кПа. Максимальная высота копания – 9620 мм, высота выгрузки – 6780 мм, глубина копания – 6680 мм, радиус копания – 9940 мм. Этот экскаватор развивает скорость до 5,4 км/ч. Установленная дополнительная гидравлическая линия и широкий выбор навесного оборудования позволяют экскаватору выполнять множество работ. Жесткая коробчатая конструкция поворотной платформы значительно улучшает устойчивость к ударным нагрузкам, например, при работе с гидромолотом.
Экскаваторы, описанные выше, широко применяются при коммунальных работах, в городском и дорожном строительстве, могут преодолевать подъемы до 35°. Они оснащены CAN-шиной и интеллектуальной электронной системой управления, разработанной XCMG. Электроника регулирует мощность двигателя в зависимости от нагрузки на гидравлическую систему и помогает оператору эффективно управлять машиной, предоставляя характеристики рабочего процесса в режиме реального времени. Имеется бортовая система диагностики неисправностей. Также обе модели комплектуются эргономичной, безопасной и комфортной кабиной с отличным обзором за счет камер и зеркал заднего вида, увеличенным пространством для ног, а также многофункциональным цветным ЖК-монитором с удобным интерфейсом. В штатную комплектацию кабины входит кондиционер.
Заметим, что по действующему в Российской Федерации ГОСТ 30067–93 экскаваторы массой 15–20 т относятся к 3-й размерной группе (свыше 10 до 18 т) и к 4-й (свыше 18 до 32 т). Чтобы дать более полную картину, мы будем рассматривать в статье также и модели экскаваторов, немного выходящие за пределы выбранного нами диапазона эксплуатационных масс.
Производительность и прочие технико-экономические показатели экскаватора (коэффициент использования, стоимость владения и пр.) можно увеличить за счет применения сменного навесного оборудования. Богатый набор сменного оборудования: разные ковши, гидромолоты, рукояти и стрелы различной длины, гуськи-удлинители и т.д., превращает экскаватор в универсальную машину, широко используемую в строительстве, коммунальной сфере, а также при добыче полезных ископаемых.
Подбор навесного оборудования для экскаватора – чрезвычайно обширный вопрос, и ограниченный объем журнальной статьи не позволяет рассмотреть его в полном объеме. Мы приведем лишь некоторые основные моменты.
Экскаватор E200NC – компактная, но мощная машина, отлично приспособленная к работе в условиях города: на строительных площадках гражданского, промышленного и дорожного строительства, для разработки немерзлых грунтов I–IV категорий. Он рассчитан на эксплуатацию в диапазоне температур от –40 до + 40 °С. Двигатель ЯМЗ с электронным управлением, турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха развивает мощность 119 кВт.
В интересующем нас диапазоне типоразмеров имеется еще одна модель UMG Е160С CT эксплуатационной массой 15,4 т – это специальное исполнение гусеничного экскаватора, созданное для работы на слабонесущих грунтах. Отличительная особенность данной модели – низкое удельное давление на грунт: не более 0,2 кг/cм2. Показатель достигается благодаря увеличенной ширине гусеничной ленты (1,2 м), колее гусеничной тележки (2400 мм) и базе (3495 мм).
Основные сферы использования Е160С CT – мелиоративное строительство, дноуглубительные работы, торфодобывающие и лесозаготовительные предприятия. Экскаватор оснащается ковшом емкостью 1 м3. Возможна комплектация рукоятями разной длины (2310, 2800, 2000 мм). Радиус копания составляет 8,95 м, глубина копания – 5,67 м, высота выгрузки – 6580 мм. Двигатель ЯМЗ с турбонаддувом и интеркулером развивает мощность 88 кВт.
Оба экскаватора развивают скорость до 3,5 км/ч, преодолевают подъемы до 35° и выполняют рабочий цикл за 13,5 сек. Производитель предоставляет гарантию на экскаваторы: 1 год без ограничения наработки.
Подбор ковша
Очень важно правильно подобрать ковш для конкретной работы. От этого зависят прежде всего производительность экскаватора, производственные затраты, интенсивность износа техники и т.д. По оценкам специалистов, только из-за ускоренного износа неправильный выбор ковша может увеличить эксплуатационные расходы на 10–20% и более.
Ковши общего назначения (общеземельные) используются для копания и перемещения мало- и слабоабразивных грунтов и материалов, мягких и среднеплотных (по разным данным, плотностью до 1200–1800 кг/м3 – почвы, глины и т.п.).
Усиленные ковши – это более универсальная, прочная и износостойкая версия общеземельных ковшей. Они изготавливаются из высококачественных износостойких сталей и имеют усиленную конструкцию с дополнительными ребрами жесткости, бокорезами или боковыми протекторами и износостойкими футеровочными пластинами. Усиленные ковши применяются, когда экскаватор работает с бóльшей интенсивностью и при копании более плотных и твердых грунтов (по разным данным, плотностью свыше 1600–2100 кг/м3), и когда на ковш действуют более интенсивные ударные и абразивные нагрузки (тяжелые грунты с большим содержанием камней, высокоабразивные кварцевые пески и т.п.).
Скальные ковши, естественно, отличаются усиленной конструкцией и высокой износостойкостью. Они предназначены для работы с твердыми и каменистыми грунтами, скалистыми породами и другими сложными материалами (по некоторым данным, плотностью до 2000 кг/м3). Скальные ковши оснащаются зубьями из высокопрочных сплавов повышенной твердости, внутренними накладками, боковыми пластинами из износостойкой стали, усиленными монтажными кронштейнами и увеличенными штифтами.
Существуют также скальные ковши в сверхусиленном исполнении, защищенные дополнительными футеровками дна, боковых стенок, литыми приварными угловыми элементами и протекторами боковых ножей.
Планировочные ковши предназначены для формирования поверхностей откосов, выравнивания обочин дорог и т.п. Планировочные ковши имеют ровные края – переднюю кромку и боковые. По конструкции они могут быть прямыми (жестко закрепленными на рукояти) и поворотными (на угол от 45 до 360° в зависимости от модели), которые более функциональны и поэтому шире распространены, хотя имеют более высокую стоимость. Для экскаваторов массой 15–20 т рекомендуется использовать планировочные ковши шириной 1,8–2 м, массой 465–615 кг и емкостью 0,65–0,9 м3. Емкость планировочного ковша для экскаватора рекомендуется выбирать таким образом, чтобы масса ковша, заполненного самым тяжелым возможным грунтом, была минимум на 15–20% ниже грузоподъемности экскаватора на максимальном вылете.
Также существуют ковши траншейные, грейферные, профильные, просеивающие (сортировочные), рыхлители и т.д., о которых мы поговорим в будущих публикациях.
Опционально предлагаются: предохранительный клапан гидросистемы, удлиненная рукоять, ковши разных типов и размеров, гусеницы увеличенной ширины, системы подогрева топлива и предпускового подогрева двигателя, дополнительный фильтр топливной системы и др.
Модель LiuGong 920Е – близкая к рассматриваемому размерному классу, имеет массу 21,5 т и стандартный ковш емкостью 1 м³. Двигатель Cummins мощностью 102 кВт обеспечивает машине высокие рабочие показатели: максимальная глубина копания 6562 мм, высота выгрузки 7170 мм, скорость движения до 5,7 км/ч. Экскаватор оснащается быстроразъемным соединением, обеспечивающим возможность оперативной замены навесного оборудования, и стальными гусеницами (ширина башмака 600 мм).
Оба экскаватора позиционируются как оптимальные для работы в городских условиях и в добывающей, дорожно-строительной и лесной отраслях. Машины оснащаются эргономичными кабинами с отличным круговым обзором и увеличенным пространством для ног, оснащенными LCD-монитором и климатической системой (кондиционер, отопитель). Управление осуществляется джойстиками. Гидросистемы комплектуются компонентами от фирмы Kawasaki.
Электронные системы управления экскаваторов обеспечивают возможность выбора из шести рабочих режимов для оптимизации процесса и расхода топлива в зависимости от условий работы. У экскаваторов имеются бортовая система самодиагностики и функция автоматического включения режима холостого хода.
По заказу возможна комплектация машин резиновыми гусеницами, гидролиниями двухпоточной или реверсивной, дополнительной защитой для кабины и агрегатов и др.
Как подобрать гидромолот
В документации гидромолота указываются номинальные значения производительности гидросистемы базовой машины (максимальное рабочее давление и производительность по расходу гидравлической жидкости) и максимально допустимые параметры, такие как пиковые значения давления гидросистемы. Если гидросистема экскаватора не выдает необходимых характеристик, гидромолот не сможет развивать номинальную энергию и частоту ударов.
Также следует убедиться, что грузоподъемности экскаватора на полном вылете стрелы будет достаточно (с запасом!) для работы с гидромолотом. Рекомендуется, чтобы масса гидромолота составляла не более 10% от полной массы экскаватора. В противном случае существует риск опрокидывания машины. С другой стороны, слишком легкий гидромолот (менее 4–7% массы экскаватора) не сможет эффективно работать: под действием высоких нагрузок он быстро износится и выйдет из строя.
Для работы с твердыми материалами (каменные стены, железобетон, скальный и мерзлый грунт) следует выбирать более тяжелый и мощный гидромолот с максимально высокой энергией удара. Диаметр ударного инструмента у него должен быть большим (например, тупое долото), чтобы он выдерживал высокую энергию ударов, что обеспечивает высокую производительность. Для работ с рыхлым, мягким или трещиноватым грунтом или асфальтом, с точки зрения экономичности и производительности, лучше взять более легкий гидромолот (с зубилом или конусом меньшего диаметра), меньшей мощности, но с высокой частотой ударов. Так уменьшается риск застревания инструмента такого гидромолота в разрушаемом материале. Если же нужно орудие для выполнения разных работ, то следует выбирать гидромолот со средними характеристиками. При этом специалисты отрасли не советуют слишком доверять такому указываемому в документах гидромолота параметру, как «энергия удара», поскольку этот расчетный показатель измерить без специального оборудования практически невозможно.
Большинство представленных на рынке моделей гидромолотов относятся к так называемой строительной серии и рассчитаны на периодическое использование на экскаваторе попеременно с ковшом. Они не предназначены для постоянной эксплуатации без перерывов и на режимах высоких нагрузок. Поэтому, если нужен гидромолот для эксплуатации по 24 часа в сутки в напряженном режиме, следует выбирать специально рассчитанное на такие работы и нагрузки орудие.
Модель SE150 массой 14,5 т оснащается двигателем Cummins мощностью 86 кВт с электронной системой впрыска Common Rail и ковшами вместимостью от 0,45 до 0,7 м3 в зависимости от разрабатываемого грунта. Гидросистема, укомплектованная компонентами фирмы Kawasaki, обеспечивает высокую производительность и быструю реакцию рабочего оборудования на управляющие команды. Максимальная высота копания – 8670 мм, высота выгрузки – 6210 мм, глубина копания – 5490 мм, радиус копания – 8325 мм, скорость хода – 5,2 км/ч, преодолеваемый уклон 35°.
Интеллектуальная система электроуправления нового поколения обеспечивает идеальное взаимодействие двигателя с гидросистемой, увеличивая производительность и снижая расход топлива. Возможен выбор из четырех режимов работы. В просторной эргономичной кабине оператору обеспечивается отличная обзорность, установлен кондиционер большой мощности и подрессоренное сиденье. H-образная гусеничная рама характеризуется высокой несущей способностью.
Предлагается широкий ассортимент дополнительного оборудования: быстросъемное устройство; гидроножницы; гидромолот; камера заднего вида; воздушный фильтр предварительной очистки с масляной ванной; защитные сетки кабины – верхняя и передние сверху и снизу, гусеничные траки шириной 700 и 800 мм и т.д.
Три модели экскаваторов серии SE210 имеют эксплуатационную массу от 20,8 до 21,2 т и все оперируют ковшом вместимостью 0,9 м3. Машины комплектуются двигателями Cummins или Weichai мощностью от 112 до 129 кВт, развивают скорость до 5,15–5,6 км/ч в зависимости от модели и преодолевают уклоны до 35°. Максимальная высота копания – от 10 029 до 10 095 мм, высота выгрузки – от 7132 до 7190 мм, глубина копания – от 6490 до 6541 мм, радиус копания – от 9673 до 9860 мм. У всех трех моделей ширина гусеничного башмака – 600 мм и колея по центрам гусениц – 2200 мм.
Рукояти и стрелы разной длины
Многие производители экскаваторов предлагают, кроме стандартного рабочего оборудования, варианты комплектации моделей удлиненными и укороченными рукоятями и стрелами.
Удлиненное рабочее оборудование необходимо в тех ситуациях, когда работу необходимо выполнять на удалении от машины, например, для выемки грунта значительно ниже уровня опорной поверхности при обустройстве фундаментов. Следует заметить, что при использовании удлиненной рукояти уменьшается усилие напора на рукояти ковша, поэтому необходимо использовать ковш уменьшенной емкости, чтобы обеспечить устойчивость машины (особенно при боковом положении стрелы). Это позволит не перегружать рабочее оборудование и не ускорять его износ.
Для прокладки трубопроводов или расчистки участков рекомендуется применять комбинацию стрела-рукоять средней длины.
В кабине на вибропоглощающих опорах с защитой ROPS/FOPS и безрамным остеклением оператору обеспечивается хороший обзор. Имеется анатомическое сиденье и кондиционер. На экране ЖК-дисплея отображаются основные параметры работы машины.
Глубина копания машин составляет (в зависимости от модели) 6570 и 6644 мм; высота выгрузки – 6651 и 6717 мм, скорость движения – 5,3 и 5,6 км/ч.
По заказу предлагается комплектация машин гидромолотом, гусеничными башмаками увеличенной ширины и пр.
При массовых земляных работах наилучшим выбором будет укороченная комбинация стрела-рукоять, обеспечивающая высокие напорные усилия на рукояти ковша и высокую производительность. Укороченное рабочее оборудование позволяет использовать ковш увеличенной емкости на нормальных грунтах либо ковш стандартной емкости на особо твердых грунтах, чтобы обеспечить увеличенное вырывное усилие и хорошую производительность. Чем короче стрела+рукоять, тем больше усилие на стреле, тем больше ковш можно использовать, тем быстрее ковш будет заполняться грунтом и тем короче будет рабочий цикл. Кроме того, имеется возможность использовать более широкий ассортимент навесного оборудования. Короткие рукояти специально оснащают дополнительными гидролиниями для управления рабочим оборудованием. Но радиус действия экскаватора (глубина копания и высота разгрузки ковша) при этом уменьшается.
Благодаря внедрению в конструкцию гидросистемы HIOS III и обновленной системы управления двигателем, компании Hitachi удалось увеличить скорость движений оборудования и снизить расход топлива экскаваторов. Дополнительный «экономичный» режим работы ECO обеспечивает снижение расхода топлива экскаватора до 5–16% (в зависимости от модели) по сравнению с экскаваторами предыдущей серии при сохранении производительности, а режимы Power Boost и Auto Power Lift повышают мощность (на 10%) и усилие подъема (на 10%) экскаватора при выполнении тяжелых операций. Двигатель также оснащен новой системой «старт-стоп», которая позволяет еще больше сократить расход топлива. За счет объединения потоков масла (от гидроцилиндров рукояти и стрелы) через регенеративные клапаны, скорость подтягивания рукояти (и производительность) значительно увеличены.
Экскаваторы оборудуются прочной кабиной с увеличенным пространством для ног, удобным сиденьем, хорошей вентиляцией, превосходным обзором и многофункциональным дисплеем.
Кроме основных моделей компания предлагает модификации: максимально усиленные варианты для сложных условий эксплуатации; демонтажные комплектации с гидроконтуром для подключения гидромолота и бетоноизмельчителя; варианты для лесной промышленности и узкогабаритные модели.
К интересующему нас весовому диапазону можно отнести шесть моделей/ модификаций экскаваторов Hitachi эксплуатационной массой от 16,6 до 20,5 т, оснащенных ковшами вместимостью от 0,6 до 1,1 м3 и двигателями мощностью от 90,2 до 125 кВт. Машины с рукоятями длиной от 2,58 до 2,91 м имеют следующие рабочие характеристики: максимальная глубина копания от 5980 до 6670 мм; рабочая высота от 8890 до 10040 мм и радиус копания от 8870 до 9920 мм. Для некоторых моделей предлагаются дополнительные сменные рукояти (от одной до трех) длиной от 2,22 до 3,08 м. Экскаваторы комплектуются гусеничными лентами с башмаками шириной 500 и 600 мм.
Гусёк (удлинитель стрелы)
Когда длины обычной стрелы экскаватора недостаточно для выполнения определенных работ (на большой высоте, в отдалении от машины и в ограниченном пространстве), на рукоять вместо ковша может устанавливаться удлинитель. Это сменный рабочий орган, который на профессиональном языке за изогнутую форму называют «гусёк».
Удлинители позволяют увеличить длину рукояти на 1,5–7 м и более, тем самым расширяя технические возможности экскаватора по работе с различным навесным оборудованием. Чаще всего гуськи используют для работы экскаватора с вибропогружателями свай, гидровращателями буров, иногда – с грейферами, подвесными грузовыми крюками и оборудованием для разрушения строений.
Гуськи бывают двух типов: с исполнительным гидроцилиндром, если он необходим для работы орудия, которое будет на него устанавливаться, либо без гидроцилиндра, если он не нужен для работы навесного оборудования.
Но подбирая гусек для рукояти экскаватора, следует учитывать возможности гидросистемы машины: ведь с удлинителем масса рабочего оборудования на конце стрелы увеличивается приблизительно на 0,5 т. Нужно следить, чтобы не нарушилась устойчивость экскаватора (может быть, установить дополнительный противовес), и убедиться, что грунт под гусеницами достаточно надежен.
Добавим, что в качестве удлинителя используются также телескопические рукояти.
Машины комплектуются кабиной с защитой ROPS/FOPS, в которой оператору обеспечивается отличный обзор, в том числе за счет камер заднего вида. В кабине установлен полноцветный ЖК-монитор, кондиционер, регулируемое сиденье. Используется электронная система управления OPERA. Органы управления – джойстики и педали. Имеется функция автоматического включения режима холостого хода, бортовая система диагностики. Мощность двигателей ISUZU составляет 70,9 и 73 кВт (в зависимости от модели экскаватора). Как опция предлагается спутниковая система навигации GPS/ГЛОНАСС.
Трансмиссия гидростатическая. В составе гидросистемы два аксиально-поршневых насоса с двойным регулированием и с наклонным диском. Максимальная подача составляет 2x129 л /мин. Максимальное тяговое усилие экскаваторов: 11 105 и 11 600 кгс в зависимости от модели. Имеется функция автоматического увеличения мощности в гидроконтуре рабочего оборудования.
Экскаваторы оснащаются ковшами емкостью 0,60 м3. У обеих моделей сила копания ковша (по ISO) составляет 10 000 кгс, напорное усилие рукояти (по ISO) 7300 кгс.
Машины комплектуются гусеничными лентами с башмаками шириной 500 мм. Благодаря компактной конструкции и хорошей маневренности машины отлично справляются с работами в городских кварталах и узких пространствах в дорожном строительстве, сельском хозяйстве и т.д. К тому же модель HMK 145 LC SR отличается укороченной задней частью. Экскаваторы развивают скорость хода до 5,6 и 5,7 км/ч в зависимости от модели. В штатную комплектацию экскаваторов включен бульдозерный отвал. Система смазки – автоматическая, централизованная.
Как можно видеть из нашего небольшого обзора, ведущие игроки российского рынка экскаваторов предлагают российским потребителям достаточно широкий ассортимент экскаваторов класса «миди», а сменное навесное оборудование, в котором тоже не ощущается недостатка, значительно расширяет возможности этих машин.
