Экскаватор драглайн: модели и принцип работы тросового эксковатора

Экскаватор драглайн: основные типы, принцип работы и технические характеристики

Драглайн — это выемочно-погрузочная машина, способная самостоятельно передвигаться шагающим (редко — гусеничным) способом.

Применяется для выемки пород 1-4 категории крепости в карьерах и при строительстве гидротехнических сооружений.

Саму идею создания такого устройства еще в 16 веке придумал Леонардо да Винчи. Однако, первый экскаватор драглайн был выпущен лишь в 1884 году в США. Советский драглайн был создан в 1946 году и имел ковш объемом 3,5 м3, стрелой 36 м. Базовая маркировка сохранилась и сейчас. ЭШ — шагающий экскаватор с драглайном.

Данный вид имеет неоспоримые преимущества по сравнению с другими экскаваторами:

• более легкая и длинная стрела,
• большой радиус зачерпывания,
• больший объем ковша.

К недостаткам их можно отнести невозможность заглубления ковша в твердую породу при наличии гибкой подвески. Поэтому изначально может потребоваться предварительное рыхление.

Классификация

По конструкции стрелы:

• байтовые,
• трехгранные жесткие,
• ферменные,
• комбинированные.

По конструкции ковша:

Принцип работы

Две независимые системы канатов (подъемные и тяговые) обеспечивают перемещение и разгрузку ковша (основного исполнительного органа драглайна). Стрела при этом напрямую или через мачту подвешивается к стойке и через шарниры опирается на платформу. Платформа, в свою очередь, может поворачиваться вокруг вертикальной оси с помощью роликового круга.

С помощью опускания на грунт лыж (механическим или гидравлическим устройством) осуществляется шагание машины. Лыжи присоединены к поворотной платформе. При этом задняя часть базы отрывается от грунта. Затем экскаватор перемещает себя на величину шага и опускается. лыжи поднимаются и перемещаются для начал нового шага.

Современные драглайны осуществляют один цикл перехода за время не более 60 с.

Подъем ковша осуществляется посредством подъемного каната. Тяговый канат подтягивает ковш к машине. При этом осуществляется срезка грунта и наполнение основного рабочего резервуара — ковша.

Если натяжение тягового и подъемного канатов осуществлять одновременно, то расстояние между опрокидным блоком и соединительным звеном увеличится. А значит, произойдет подъем передней части ковша. Именно в таком положении его можно поднять из забоя и перенести путем поворота платформы.

Для разгрузки ослабляют тяговый канат. При этом ослабевает и разгрузочный. Ковш опрокидывается и материал из него высыпается.

Технические характеристики

Вместимость основного ковша — 6,3 -100 м3.

Вместимость сменного ковша — 8,5-20 м3.

Длина стрелы — 45-100 м.

Максимальный радиус черпания — 42,5 — 97, 5 м.

Максимальная глубина черпания — 22-47 м.

Максимально давление на грунт — 0,06 — 0,255 МПа.

Рабочая масса — 295-10500 т.

Драглайн экскаваторы – это колоссального вида спецмашины для различного вида копательных и подъёмных земляных работ большого объёма. Выпускаются на основе гусеничных и колёсных шасси либо на шагающем ходу. В качестве рабочего оборудования могут иметь одинарный ковш, стрелу, всевозможные лебёдки (подъёмные и тяговые), клиновой разрыхлитель, системы силового полиспаста. Также имеют более простое «народное» название – «тянуша». Позволяют в 3-4 раза снизить трудоёмкость землеройных работ и затраты на производство вскрыши.

Область применения

Драглайны используются в местах, где проводятся масштабные землеройные работы:

• В карьерных разработках, на недоступной для другой техники глубине,
• В гидротехническом строительстве, при очистке водоёмов и подъёме больших объёмов грунта, постройке прудов и каналов;
• В мелиоративных работах.

Особенности и технические характеристики экскаваторов драглайн

Главной особенностью «Драглайна», отличающей его от другой спецтехники, является наличие большого
количества одновременно установленного оборудования, управляемого системой сложной канатной связи.

Экскаваторы Драглайн имеют следующие технические возможности и особенности:

• Длина стрелы может быть до 100 метров;
• Вместимость ковша («арочного» или типа «ведро»)– от 20-ти до 168-и м3;
• Лёгкая решетчатая стрела дает наибольшую грузоподъёмность и высоту выгрузки,
• Ковш закрепляется на гибкой подвеске, что обеспечивает максимальный радиус захвата и наибольшую глубину копания;
• Стрела и ковш управляются посредством тросового механизма с одновременным либо переменным действием тяговых и подъёмных канатов и цепей, что позволяет работать даже в труднодоступных местах, но требует от оператора большого опыта;
• Перемещение ковша к месту забора грунта происходит маятниковым способом;
• Общий вес экскаватора обычно очень велик и для самых крупных машин может достигать более 8000 тонн.

Фото экскаватора драглайна

Для забора грунта ковш сначала раскачивается на цепях, затем быстро перемещается к месту разработки и погружается в породу под собственным весом. Далее начинается работа подъёмного и тягового канатов для подрезки грунта и перемещения его к месту отвала. Если приходится работать со слишком твёрдыми или мёрзлыми породами, то перед погружением ковша их сначала размягчают клиновым разрыхлителем.

Экскаваторы Драглайны ценятся за масштабность выполняемых ими работ и за возможность забора и доставки грунта на большую глубину, где работа другой техники сверху невозможна, а со спуском на дно карьера достаточно проблематична.

Шагающие

Наиболее мощные машины с оборудованием Драглайна весят десятки и сотни тысяч тонн, и при установке их на гусеничные (и тем более колёсные) шасси нагрузка на площадку становится слишком велика. Во избежание этого площадь опоры экскаватора была максимально увеличена, а передвижение его поставлено на «шагающий ход» с гидравлическим приводом (для некоторых машин применяется кривошипно-рычажный или механический привод). Один «шаг» происходит в два этапа:

В неподвижном состоянии такая машина стоит на широкой опорной площадке.

При необходимости передвижения вес экскаватора переносится на специальные «лыжи» («башмаки»), управляемые посредством пар гидроцилиндров. Он передвигается на один «шаг» и снова садится на опорную площадку.

Выполняя эти две операции поочередно, Драглайн может двигаться со скоростью не более 100 метров за час. Этого достаточно для небольшого изменения его местоположения относительно разрабатываемого карьера.

На данный момент наибольшее распространение и популярность приобрели именно «шагающие» Драглайн-экскаваторы, оттеснив в прошлое гусеничные и колёсные модели.

Производители экскаваторов драглайнов

Производством экскаваторов драглайнов занимаются крупные фирмы-изготовители спецмашин России, Украины, США, Японии, Италии и др. Самый известный в мире экскаватор-гигант «Биг Маски» был построен в 1969-м году фирмой Bucyrus для угольной компании Огайо, он весил 14,5 тысяч тонн и был высотой в 20-этажный дом. А вот на изготовлении шагающих экскаваторов сейчас специализируются только 3 производителя: Российский «Уралмаш» и американские P&H и Bucyrus.

«Уралмаш»

Завод «Уралмаш» — это крупнейший в мире изготовитель высокомощных шагающих драглайнов (традиционная маркировка – ЭШ, экскаватор шагающий). Его машины с ковшом от 11-ти до 100 м3 и стрелой длины от 65-ти до 100 м поставляются на горные разработки Индии, Монголии, Китая и бывших союзных республик, где работают на добыче угля, бокситов, железных и марганцевых руд.

Ниже приведена сравнительная таблица технических характеристик моделей Драглайнов «Уралмаш».

Характеристики	ЭШ 11.75	ЭШ 20.90	ЭШ 25.90	ЭШ 15.100	ЭШ 40.100	ЭШ 30.110
Ковш, объём, м3	11	20	25	15	40	30
Стрела, м	75	90	91	100	100	110
Производительность, м3/ч	569	965	1200	725	1710	1210
Глубина черпания, м	38	42.5	47	42.5	47	53
Площадь опоры	91.56	165.0	183.0	165.0	254.0	254.0
Размер «башмака», м/м	1,9/11,6	2,5/13,0	2,9/14,0	2,5/13,0	3,96/17,2	3,96/17,2
Давление на грунт, Мпа	0,092	0,103	0,191	0,105	0,137	0,137
Рабочая масса, тонн	843,0	1690,0	1900,0	1710,0	3310,0	3420,0

 

Экскаватор драглайн ЭШ 20.90

Хитачи

Альтернативой и отличным помощником экскаватору Драглайну может выступить более легкая гусеничная модель «Хитачи» с удлиненной стрелой, большим радиусом захвата и глубиной копания Hitachi ZX330-3. Он показывает высокую эффективность работы в тяжелых условиях, а также прочность и надежность.

На экскаваторе Hitachi ZX 330-3 установлен дизельный двигатель и стрела длиной 6,4 м с ковшом объёмом 1,4 м3. При общем весе всего 40 тонн радиус разворота платформы составляет 3,4 м, а скорость поворота – 10,7 об/мин. Этот маневренный копатель даст возможность работы на наиболее сложных участках разработки.

На видео экскаватор драглайн в работе

Драглайн — тяжеловес среди спецтехники

Несмотря на современное звучание, «драглайн» не новое слово на рынке спецтехники. Идея создания принадлежит великому изобретателю эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. В начале XIV века он выдвинул идею конструирования похожего агрегата. Подобное устройство построили в США в 1884 году, а выпущена в массы техника был в СССР с 1946 года. Использовалась она сначала для добычи полезных ископаемых. И уже позже стала применяться и в других сферах. Современные драглайны-экскаваторы очень эффективные и производительные. Они способны справляться со сложнейшими землеройными работами, поэтому стали неотъемлемой частью мелиоративных и масштабных строительных действий.

Особенности конструкции драглайна

Этот вид спецтехники не что иное, как одноковшовый экскаватор. Но вместе с тем он обладает весомыми отличиями в конструкции. Стрела, длина которой достигает 110 м, соединяется с помощью тросового механизма с ковшом. Копание происходит одностороннее. Машина циклического действия. Подвеска у ковша гибкая, а стрела довольно лёгкая — эти характеристики позволяют захватывать большой радиус обрабатываемой площади, максимальную высоту разгрузки и наибольшую глубину копания.

Главным отличием от экскаваторов является тросовый механизм. Именно он расширяет способности техники, облегчает управление, позволяет работать со сложными массивами и добираться в отдалённые и труднодоступные места. А вместе с квалифицированным и опытным оператором он выполняет непосильные другой технике задачи.

Существуют разные модели драглайнов. И их технические характеристики находятся в довольно большом диапазоне:

• длина стрелы — 15–100 м;
• радиус черпания — 15 и более метров;
• вместительность ковша — 6–168 м³;
• вес машины — до 8 тыс. тонн;
• производительность — 570–1210 м³ /час;
• давление на землю — 0,06–0,255 Мпа.

Драглайны бывают нескольких видов: шагающие, на колёсном ходу, гусеничные и реечные. Работают чаще всего на дизеле или от линии электропередач. При выборе учитываются условия их эксплуатации.

Интересно: драглайны не всегда выглядят как компактные экскаваторы. Наравне с остальной спецтехникой они имеют стандартные размеры. Но и среди них есть настоящие гиганты. В 1969 году американские конструкторы построили самый большой во всём мире драглайн и назвали его «Биг Маски». Объём ковша составлял 168 м³. Зачем нужен такой «великан»? Чтобы одним взмахом ковша выполнять работу, над которой другие трудились бы часами.

Сфера применения: для чего и как используют технику

Драглайны могут работать там, где другая техника просто бессильна. Именно этот фактор определяет их главное достоинство. Задачи, которые выполняют машины:

• разработка грунта и отделение его от массива;
• перемещение и погрузка материала;
• охват масштабных грунтовых площадей;
• вскрышные работы (удаление горных пород);
• использование в мелиоративном строительстве;
• помощь при добыче полезных ископаемых;
• создание огромных карьеров и высоких насыпей;
• активное участие в гидротехнических процессах, постройке магистралей и железных дорог;
• очищение дна водоёмов.

Область их использования не так уж и широка. А всё благодаря их рабочей массе. Даже самые лёгкие модели драглайнов значительно превышают вес машин с гидравлическим приводом, канатно-блочной системой. В городских условиях они применяются крайне редко.

Плюсы и минусы спецтехники

 Преимущества, которые увеличивают производительность и значительно сокращают расходы:

1. Удлинённая и облегчённая стрела (благодаря ей работы могут проводиться на значительном расстоянии от самой машины).
2. Свободное перемещение рабочего органа драглайна (это позволяет делать максимально большие углубления).
3. Большой радиус захвата.
4. Очень объёмный ковш с простой системой управления (снижает издержки, связанные с содержанием техники, служит долго).

Среди недостатков данной спецтехники отмечается гибкая подвеска. Несмотря на то что машина создаёт большое усилие копания, она не всегда способна дать достаточное первоначальное заглубление. Поэтому при наличии очень твёрдых типов грунта необходимо провести предварительное рыхление. Также отмечается проблемная выгрузка материала в транспортные средства. Точность копания и разгрузки невысокая, потому чаще всего используют специальный отвал — место для отсыпки грунта. Дальнейшим его перемещением занимаются погрузчики и самосвалы.

Техника на мировом рынке

За долгую историю существования драглайнов производители всего мира выпустили множество моделей. Часть из них не прижилась и так и осталась неизвестной. Но есть машины, которые пользуются большим спросом на протяжении десятилетий.

В РФ очень популярными моделями остаются: ЭО-4112А-1 (тросовый гусеничный экскаватор с навесным приспособлением от украинского завода экскаваторов города Донецк), с оборудованием ЭШ (электротехника с объёмным ковшом от машиностроительного завода города Новокраматорск), ЭШ с ковшом 100 м³ и экскаваторы ЭДГ (ковш до 9 м³) от ОМЗ «Горное оборудование и технологии».

Очень популярной стала заграничная техника японского производителя Hitachi. Агрегаты с высоким уровнем надёжности, выносливостью конструкции, удлинённой стрелой, на гусеничном движителе очень эффективны для сложных условий работы и крепких массивов.

Чтобы понять, что такое драглайн, нужно увидеть его в действии. Им нельзя не восхищаться. Массивная и мощная конструкция с лёгкостью справляется с любыми твёрдыми породами и мастерски преодолевает все трудности строительного процесса.