Первой его машиной был одноковшовый экскаватор: с чего все начиналось? в Казани

История экскаваторов — ч.1

Историю землеройной техники, в частности экскаваторов, можно начать писать с начала 15 века, когда в венецианском издании «Кодекса Джованни Фонтана» 1420 года был опубликован рассказ о ковшедолбежной землечерпалке, использовавшейся для углубления дна каналов, расширения морских гаваней. Но официально идея создания землеройных машин принадлежит Леонардо да Винчи, который в начале 16 в. предложил схемы экскаваторов-драглайнов. К 1500 году относится набросок чертежа грейфера для землечерпалки. Несколько лет спустя Леонардо руководил прокладкой каналов в засушливой Миланской долине. На земляных работах он применил землечерпалку собственной конструкции.

В записных книжках ученого наряду с чертежами летательного аппарата есть зарисовки землечерпалки с ковшом-драглайном, а также сооружения, напоминающего конструкцию экскаватора. Драглайн, предложенный Леонардо да Винчи, в основных чертах напоминает ковш современного экскаватора. Вот его описание: “Ковш, заостренный, как лемех, спереди и сзади, имеет сито. Это позволит зачерпнуть много грунта и даст стечь воде. Ковш будет подвешен на канатах, которые наматываются на ворот, расположенный на понтоне. Дно ковша может также откидываться, что облегчит его разгрузку”. Сейчас, правда, не выпускаются ковши-драглайны с откидным днищем, но этот принцип успешно применяется в ковшах для прямой лопаты.

В 1597 году для очистки каналов в Венеции была сконструирована и построена плавучая землечерпалка. Автором ее был венецианский механик Буанаюто Лорини, который описал устройство машины в труде “Делле Фортификационе”. Далее в 1718 г. проект землеройного устройства с двумя ковшами представили Французской Академии наук механики де ла Бальм и Белидор. Механизм работал в портах Тулона и Бреста. Затем в 1795 году известный американский изобретатель, создавший первый практически пригодный пароход, Роберт Фултон сконструировал и первый четырехколесный грейдер-элеватор. Однако испытана машина была только через 70 лет на строительстве дорог в Америке. Но в 1796 году на дноуглубительных работах в английском порту Сандерленд была применена ковшовая драга с приводом от паровой машины. Построена она при участии изобретателя паровой машины Джеймса Уатта. За один рабочий ход ковши доставали со дна гавани до полутора тонн грунта, что примерно в 4 раза превышало производительность ручной драги. Большой вклад в развитие технологии экскаваторостроения внести французы: в 1860 году инженер М. Кувре создал сухопутный цепной многоковшовый экскаватор с двигателем 15 лошадиных сил. Он был испытан на строительстве дороги Седан — Тионвиль, а позднее работал на сооружении Суэцкого канала. А уже 1862 году на улицах Парижа появился первый паровой каток с обеими ведущими осями. Изобретателем машины был механик Балейсон. Однако паровые катки большого распространения не получили. Ведь для поддержания необходимого давления в его котле требовалось сжигать 60— 80 килограммов топлива в час.

В начале 20 века, с развитием электроэнергетической отрасли семимильными шагами развивались и конструкции экскаваторов. В 1905 году были выпущены первые паровые полноповоротные (с поворачивающейся кабиной) экскаваторы немецкой фирмой “Оренштейн & Коппель”. Ковши этих машин вмещали до 4 кубометров земли. В 1910 году появились первые электрические экскаваторы, а американская фирма “Бюсайрус” выпустила в свет полноповоротный экскаватор на гусеничном ходу. Начиная с 1912 года начал работать первый экскаватор с двигателем внутреннего сгорания на гусеничном ходу.

Русские изобретатели предложили немало интересных устройств, способствовавших облегчению тяжелого труда на строительстве каналов, дорог, мостов и других сооружений. Так, в конце 20-х годов 19 века в Петербурге появился ржевский мещанин Немилов. Он уже построил немало мельниц, плотин и мостов, применяя при этом хитроумные машины собственной конструкции и изготовления. Вот и теперь он сдал на заключение генералу Бетанкуру чертежи: “Машины для уравнения земли у подошвы реки”, “Машины для выстилки плитою из гранитного камня подошвы между столбов” и “Копра особого устроения, каковые еще нигде не виданы”. Трижды пришлось Немилову продлить в столице свой паспорт, ответа он так и не дождался и вернулся на родину ни с чем. А ведь эти проекты, если б были одобрены и приняты, могли сыграть заметную роль в развитии строительных машин.

В те же годы в Петербурге на чердаке одного из домов Гороховой улицы у Каменного моста жил “страстный механик” Казаманов. Не имея ни средств, ни материалов, ни инструментов, он умудрялся все же сооружать модели своих изобретений, среди которых были и своеобразный копер для вбивания свай, и машина “для подъема тяжестей с большею легкостью и удобностию на возвышенность”. Технические новинки, созданные этими и другими безвестными изобретателями-самоучками, не нашли ни должного понимания, ни должного распространения. Может быть, чуть больше повезло русским землечерпалкам. Первая плавучая землечерпалка была создана в Петербургском институте путей сообщения в 1809 году. Ее мощность составляла 15 лошадиных сил. Такое устройство могло заменить труд многих людей. Предназначалась эта машина для очистки водоемов. В 1811—1812 годах землечерпалку построили на Ижорском заводе. Начиная с 1813 и по 1819 год машина работала на очистке Кронштадтского порта.

Позднее в России и за границей были предложены усовершенствованные конструкции землечерпалок. Но это был, пожалуй, один из первых многоковшовых экскаваторов.

В 1847 году русский изобретатель Кушелевский сделал еще один шаг в этой области. Он предложил идею землечерпательной машины, которая могла работать как на воде, так и на суше. Эта машина соединяла в себе достоинства речной землечерпалки и сухопутного экскаватора.

В 1854 году в Петербурге были изданы материалы, подготовленные комиссией, изучавшей природные богатства и хозяйство Пермской губернии. В них опубликованы интересные сведения о первом русском паровом экскаваторе, который авторы документа и назвали “земляным механизмом”. Кем он был построен, членам комиссии не удалось установить. Было известно только, что был этот неизвестный механик родом из Нижнего Тагила, но описанная машина выполняла, по существу, то, что делает экскаватор: она могла перемещаться и “посредством особых устройств”, говорилось в описании машины, копала руду и производила ее уборку от забоя, подготавливая фронт работ для дальнейшей выемки руды. Так, почти 130 лет назад в России в руднике горы Высокой на Урале был применен способ открытой разработки полезных ископаемых с помощью экскаватора.

Производство одноковшовых экскаваторов в России было начато в 1901 на Путиловском (ныне Тверской экскаваторный) заводе. В СССР производство экскаваторов было организовано в 1931. Выпущены первые 15 машин. С 1947 Уральский завод тяжёлого машиностроения (УЗТМ) впервые в мире организовал серийный выпуск карьерных экскаваторов с ковшами ёмкостью 3-5 м3. В 1958 на УЗТМ был изготовлен шагаюий экскаватор драглайн с ковшом 25 м3 и стрелой 100 м, а на Новокраматорском машиностроительном заводе (НКМЗ) в 1965 — экскаватор-лопата с ковшом 35 м3 для крепких грунтов. В 1975 УЗТМ закончил изготовление шагающего драглайна с ковшом ёмкостью 100 м3 и стрелой 100 м. УЗТМ осваивает наиболее мощную карьерную лопату, с ковшом 20 м3, для крепких грунтов (1976).

Зачет осуществляется на основе выполнения домашних заданий и практических работ — КиберПедия

Навигация: Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Топ: Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении. .. Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит… Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие… Интересное: Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы… Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все… Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль… Дисциплины: Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 9Следующая ⇒ Темы и задания для самостоятельного изучения Задание 1. (тренировочное упражнение)   С помощью Интернета найдите, о ком написаны следующие строки. Заполните таблицу.   № Фамилия, имя Образец для поиска Ссылка на ресурс, где нашли ответ                               б       Для справки: Образец для поиска (дословно) — слово \ фраза, которую вы вводите в соответствующую строку поисковой системы.               1. Он обратился с просьбою в соответственное американское учреждение (Patent office) о вы­даче ему привилегии на изобретение 14 февраля 1876 г. и получил ее. Французский институт прису­дил ему премию Вольты за это изобретение, которое теперь получило обширнейшее применение во всех концах цивилизованного мира, а известный английский ученый В. Томсон не побоялся назвать это изобретение чудом из чудес. Со времени получения привилегии он сделал практические улучшения в своем приборе. Экс­плуатация изобретения обогатила его, хотя близкие к нему люди, заведующие его делами, разбога­тели более его. Сначала 1878 г. в Америке и в Англии начался ряд процессов, которыми оспаривалось его право на полученную им привилегию; многие приписывали себе изобретение основных частей прибора. Против него на судах выступили: Мак Доноуг, Берлинер, Грей, Дольбир, Ходькомб, Чиннок, Рандаль, Блек, Ирвин, Фельпс, — всего тринадцать противников. 2. Появление экскаватора в свое время было связано с бурным развитием науки и техники в Североамериканских Соединенных Штатах еще в начале XIX века. Тогда строителям катастрофически не хватало рабочих рук, и чтобы данный пробел восполнить, известный на то время этот изобрета­тель предложил свой вариант конструкции машины больших размеров, которая была с большим ковшом специально для рытья грунта. Хотя вообще в историю он вошел скорее как изобретатель знаменитого пассажирского лифта. Его сыновья впоследствии основали фирму, которую назвали в честь своего отца. Данное предприятие и сегодня специализируется на выпуске лифтов и экскавато­ров. Первой его машиной был одноковшовый экскаватор. Позднее им же был придуман абзетцер, или многоковшовая модель. 3. Этот человек был скромным бригадиром текстильной фабрики в г. Страуд. В 1830 г. он сде­лал свое изобретение, видоизменив машину, которая подравнивала края рулонов с тканью на текстильной фабрике. На дворе стоял 1830 г., а уже в 1832 г. изобретение увидело свет. Фирма «Рэнсомс» наладила производство и продажу машин, и сразу оказалось, что для того, что считалось на­стоящим искусством и отбирало у британцев массу времени, не нужно ни особого умения, ни много времени. Машина была сделана в двух вариантах. Маленькая стоила 7 гиней и предназначалась «для джентльмена, который хотел бы поработать ею сам», а большая модель стоила 10 гиней и была предназначена «в основном для рабочих». Современники восторженно отзывались об его изобретении, но сам он, подавая заявку на па­тент, отнесся к своему детищу более критично, охарактеризовав результаты его работы так: остаются «округлые шрамы, неровности и проплешины, которые… бывают видны в течение нескольких дней». 9. Он родился в Нижнем Новгороде. В 1921 году он экстерном сдал экзамены за среднюю школу и поступил в МВТУ на электротехнический факультет. Начало его инженерной и научной деятельности совпало с осуществлением плана ГОЭЛРО — плана по электрификации страны, по ходу работы пришлось столкнуться с необходимостью быстрого моделирования сложных систем и большим количеством трудоемких вычислений. В 45 лет, будучи уже известным ученым в области электроэнергетики, переключается полностью на новое для него направление — вычислительную технику. В Институте электротехники АН УССР он организовал первый в стране научный семинар, на базе кото­рого была создана лаборатория по разработке ЭВМ, названной МЭСМ (Малая электронная счетная машина). Она стала первой ЭВМ, созданной в СССР. 10. Он был пятым ребенком в семье голландского бизнесмена — торговца алмазами и другими драгоценными камнями, который покончил жизнь самоубийством, оставив семье огромное состояние. Завершив обучение в Политехнической школе, отправился на военную службу. Положенный по­сле службы отпуск проводил в Польше, где во дворе одного из заводов подобрал искореженную шестеренку, которая натолкнула его на мысль о шестеренках особой прочности, которые и стали визитной карточкой его автомобилей. Во время Первой мировой войны предложил правительству наладить производство дефи­цитных боеприпасов за три месяца и полностью выполнил свои обязательства по этому контракту. Свои успехи объяснял организацией дела. Действительно, он внес множество усовершенствований в управление производством. Например, выдача зарплаты двум с половиной тысячам рабочих-мужчин занимала на его заводе около 10 минут, а женщинам, которых на предприятии было примерно на сотню человек больше — 15 минут. Без сожалений он мог вложить немалые суммы в «совершенно бесполезное», по мнению многих, мероприятие (в рекламу, например, которая в Европе его времени «двигателем торговли» еще не считалась). В разгар военных действий Первой мировой войны он заказал инженерам разработку перво­го автомобиля своей компании. Создавая в 1919 г. свою фирму, он вовсе не предполагал выпускать военную технику. К этому его подтолкнул инженер Адольф Кегресс, вернувшийся из России, где в царском гараже разрабаты­вал и испытывал легкий гусеничный движитель с резинотканевой лентой и цепным приводом веду­щего фрикционного барабана. Хотя с завершением производства грузовиков в 1975 г. фирма прекратила работы и над ар­мейскими машинами, но практически все последующие гражданские легковые автомобили, легкие фургоны, пикапы и микроавтобусы поступали и продолжают поступать в вооруженные силы многих стран мира.     Задание 2: Внимательно изучите схему. Изложите ее содержание (о чем она) в виде письменного текста. Сделайте вывод, основанный на содержании схемы. Запишите его. Схема — способ передачи сути строения предмета или системы, демонстрации харак­тера процесса, движения, структуры и т.д. с помощью условных графических обозначений и символов (от греч. schema — наружный вид, форма, образ). Простейшая схема задается в виде взаимосвязи, где знак замещает означаемое.     Задание 3 (уровень I) ⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒ Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни… Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)… Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим. .. Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций… 

Виды экскаваторов — одноковшовый, горный, по типу ходового оборудования

Оглавление

1. Как появились экскаваторы
2. Классификация экскаваторов
3. Одноковшовые экскаваторы, таблица
4. Популярные производители и виды экскаваторов
5. Распространённые модели экскаваторов, таблица
6. Современные экскаваторы

В любую эпоху землеройные работы были не только самыми необходимыми, но еще и наиболее трудоемкими. Поэтому с глубокой древности многие люди думали над тем, как облегчить этот тяжелый труд и ускорить процесс.

Одним из первых был Архимед. Он сконструировал много полезных устройств, среди которых были и машины с ковшами, предназначенные для копания грунта. Римские завоеватели называли их экскаваторами (лат. Excavao – делать углубление, долбить).

Как появились экскаваторы

В эпоху Леонардо да Винчи применение экскаваторов было обыденным делом, но тогда использовались совершенно простые землеройные машины, которые отдаленно напоминали первые аналоги этого устройства. В первой половине позапрошлого века появились первые прародители экскаватора, которые были необходимы для проведения строительства железных дорог. Эти машины использовались на расчистке каналов и фортификационных работах. Ковши приводились в действие мускульной силой людей или животных. На Востоке об экскаваторах узнали от Марко Поло. Он рассказал о чудо-технике китайскому императору, за что был удостоен особого благоволения.

В середине XIX века на экскаваторах появляются механические, а точнее, паровые, двигатели. Первую такую машину в 1843 году сконструировал в США инженер Джеймс Отис, бывший прямым потомком одного из «отцов нации» периода Гражданской войны. Экскаватор с 15-сильным мотором выбирал за час 40 – 50 кубов грунта. Даже по современным понятиям это совсем неплохо! Он заменял полсотни землекопов. Одну из первых моделей, довольно поврежденную, до сих пор можно увидеть в музее.

Первые экскаваторы с паровыми двигателями работали на всемирно известных стройках – в Египте, на прокладке Суэцкого канала, и в России, на Николаевской железной дороге. Правда, отечественные чиновники не слишком радовались механизации труда. Использование крепостных и арестантов было намного дешевле. В 1848 году все 4 «николаевских» экскаватора продали Демидовым. Предприимчивые дельцы поставили машины на производство вскрышных работ, где они оказались очень эффективными.

Важно

После того, как экскаваторы Отиса появились на Урале, там начало развиваться тяжелое машиностроение.

Слово экскаватор было взято из латинского языка и дословно может переводиться как техника для долбления. Это землеройная машина, позволяющая вынимать и разрабатывать грунт. Грунтовые поверхности могут быть как мягкими, так и скальными, ограничений нет.

Классификация экскаваторов

Существует много различных классификаций экскаваторов, в зависимости от критериев, по которым сделана градация техники. При этом одна и та же машина может присутствовать в разных списках.

• Нестандартные экскаваторы: обзор моделей и цен

По применению:

• самоходные – имеют собственное базовое шасси для перемещения на объект.
• полусамоходные – передвигаются только на небольшие расстояния в рабочей зоне.
• ограниченно-самоходные – для переезда в пределах рабочей зоны им требуются специальные пути, например, рельсы.

По типу ходового устройства можно арендовать экскаватор:

• гусеничный – они отличаются повышенной проходимостью и устойчивостью; для работы на слабых грунтах ставятся гусеницы с увеличенной опорной поверхностью;
• пневмоколесный – такие машины имеют высокую маневренность, могут самостоятельно доехать до рабочей площадки;
• на шасси автомобильного типа – эта спецтехника отличается более мощным двигателем, повышенной транспортной скоростью, прочной рамой с низким центром тяжести;
• на серийном грузовом автомобиле;
• на серийном (обычно колесном) тракторе;
• рельсовые;
• шагающие.

По типу основного двигателя:

• дизельные;
• электрические;
• карбюраторные;
• паровые.

В настоящее время на экскаваторы ставятся в основном дизельные и электрические двигатели, как наиболее экономичные. Дизельные используются в условиях периодической смены места работы. Электрические применяются на машинах, работающих на постоянном месте (в карьере).

По количеству двигателей:

• одномоторные – все механизмы экскаватора приводятся в действие одним мотором, или несколькими, которые приводят в движение один вал;
• многомоторные – для каждого механизма или узла есть свой двигатель.

По назначению:

• Строительно-универсальные. В этой группе можно снять экскаватор с ковшом емкостью до 3 м3. Используются для земляных работ.
• Карьерные. Работают с ковшами емкостью 2 – 8 м3. Предназначены для разработки месторождений в карьерах.
• Вскрышные. Имеют ковши емкостью от 6 м3. Применяются для снятия верхних слоев пород.
• Специальные. К ним относятся подземные, туннельные, торфяные, подводные, разрушители, спасательные, болотные, железнодорожные.

По исполнению рабочего органа:

• с гибкой подвеской – стрела (у некоторых – и ковш) подвешена на стальных канатах и с их же помощью приводится в действие;
• с жесткой подвеской – все элементы рабочего оборудования находятся в шарнирном соединении между собой; для привода в действие используются гидроцилиндры.
• с телескопическим оборудованием – работа осуществляется посредством выдвижения и втягивания стрелы.

По углу поворота стрелы:

• Полноповоротные (на 360 град).
• Неполноповоротные (меньше 360 град).

По типу рабочего цикла:

• Циклические – одноковшовые.
• Непрерывного действия – траншейные с зубчатой цепью, с фронтальной цилиндрической или дисковой фрезой, многоковшовые роторные.

По типу привода ковша:

• Механические – почти не используются.
• Гидравлические – наиболее распространенные.
• Электрические – с питанием от ЛЭП, сверхтяжелые.
• Дизель-электрические – автономные тяжелые и особо тяжелые.

По типу ходовой части:

• Пневмоколесные – на колесном оригинальном шасси.
• Гусеничные – то же, на гусеничном.
• Навесные – на серийном автомобильном или тракторном, гусеничном или колесном шасси.
• Катковые и лыжные передвижные (сейчас не применяются).
• Шагающие.
• Плавающие – драги ковшовые, рыхлящие, грейферные или эрлифтовые.
• Рельсовые – карьерные, портовые экскаваторы-краны и железнодорожные.
• Подземные – работают в шахтах на перегрузке вырубленной породы. Могут объединяться со щитом в проходческий комбайн.

Одноковшовые экскаваторы, таблица

Одноковшовые экскаваторы, как наиболее многочисленные и распространенные, выпускаются в большом многообразии. Поэтому у них существует несколько «своих» классификаций.

По размерной группе:

Размерная группа	объем ковша, куб/м	мощность, л/с	вес, тн
«0» — особо легкая	до 0,1	10-40	до 3
«1» — легкая-1	0,15-4	30-50	5-6
«2» — легкая-2	0,25-0,6	40-60	8-9
«3» — средняя-1	0,3-1,0	50-80	10-12
«4» — средняя-2	0,65-1,6	80-130	19-30
«5» — тяжелая-1	1,2-2,5	100-200	30-40
«6» — тяжелая-2	1,6-4,0	200-350	55-60
«7» — особо тяжелая-1	2,5-8	300-500	80-100
«8» — особо тяжелая-2	5,0-10,0	400-800	100-160

Экскаваторы с массой более 8 тн относятся к сверхтяжелым. Их проектируют по индивидуальным заданиям.

По типу конструкции, несущей ковш:

• Ломающаяся стрела – самая популярная на универсальных машинах, приводится в движение гидравликой.
• Шарнирная стрела – тяжелая, громоздкая, но подвижная и прочная. Применяется на технике 5-й размерной группы и выше. Именно такая стояла на экскаваторе Отиса.
• Телескопическая стрела – работает так же, как стрела автокрана. На экскаваторах используется только в тех случаях, когда требуется большая жесткость конструкции.
• Качающаяся мачта – ажурная, но достаточно жесткая система. Обычно к ней на тросах присоединяется ковш. Он волочится по земле и опрокидывается тоже с помощью тросов. Это драглайн, используется на карьерных добывающих или вскрышных шагающих экскаваторах. На плавучих машинах или экскаваторах-погрузчиках на такой мачте может быть подвешен грейфер.

По типу рабочего органа:

• Ковш – вгрызается в грунт, часто делается с откидным днищем.
• Ковш прямая или обратная лопата – загребает грунт.
• Грейфер – опускается на грунт сверху, захлопывается и захватывает его.
• Короб (перегрузочный ковш) – подбирает разрыхленный грунт.

Популярные производители и виды экскаваторов

Продукция отечественных предприятий ОАО «ТВЭКС» (Тверь), НПК «Уралвагонзавод», «МК КРАНЭКС», ОАО «КБ Транспортного машиностроения» (КБТМ), ЗАО «Эксмаш» наиболее популярна на российском рынке экскаваторов.

Среди зарубежных производителей, которые выпускают различную технику, включая экскаваторы, стоит выделить компании Case (США), Caterpillar (США), Doosan (Корея), Hitachi (Япония), Hyundai (Корея), JCB (Великобритания), Komatsu (Япония), Volvo (Швеция).

Распространённые модели экскаваторов, таблица

Модель	тип экскаватора	мощность силовой установки, кВт	предельный вылет при копании	объём экскаваторного оборудования, м3	характеристика усилия отрыва на ковше, кН	максимальная разгрузочная высота, м	показатель эксплуатационной массы, т
ТВЭКС TVEX 140W	к олёсный	90		0,5-0,8			14,4
ТВЭКС ЕТ-16	гусеничный	90		0,4-0,65			15,3
Уралвагонзавод ЭО-5126	колёсный	150		1,42			32
Уралвагонзавод ЭО-33211А	колёсный	150		0,85			18
Эксмаш  E140W	колёсный	91		0,8			13,5
Case CX130B	гусеничный	70,9	8,31	0,8		6,39
Case CX290B	гусеничный	154	10,67	1,7		7,099
Case W125	колёсный	84	9,08	0,57		6,51
Case W185	колёсный	118	9,2	1,05		6,6
Volvo EW 140	колёсный	76,5	9	0,75			12,8-15,2
Volvo EW 170	колёсный	118	9,6	0,94	125,4		15-18,1
Volvo EW 210C	колёсный	120		0,9-1,1	124,2	10,1	19,9-22,2
Volvo EW 140C	колёсный	91	9,3	0,94	89,5		14,4-15,8
Volvo EW 140B	колёсный	92	8,4	0,75			15,4
Hitachi EX 125WD	колёсный	107	7,8	0,19-0,5			12,2
Hitachi EX 100WD	колёсный	81	7,7	0,19-0,59			10,6
Hitachi ZAXIS 180W	колёсный	90,2	9,5	0,7			18,6
Hitachi ZAXIS 160W	колёсный	90,2	9	0,6	85	6,35	15,7
Hitachi ZX 140W	колёсный	90,2	5,77	0,6	99		16,5
Hyundai R 140W-9S	колёсный	84	4,66	0,53		8,4	13,7
Hyundai R 200W-7	колёсный	124	6,38	1,16		6,38	20,5

Современные экскаваторы

Важно

Среди всех видов спецтехники, экскаватор является самым популярным и быстроокупаемым.

Поэтому неудивительно, что он же лидирует и по числу продаж. Существует очень много разновидностей землеройных машин данного типа. Они различаются не только по своим техническим характеристикам, но и по размерам. Есть модели, которые могут нести на руках несколько взрослых мужчин. Зато другие превышают размеры одноэтажного дома. Притом, они не обязательно шагающие, как принято думать. Все три самых крупных в мире – на гусеничном ходу. Это Bucyrus-Erie 1850-В «Big Brutus», Bagger 288 и Marion 6360 «Captain». Первые два, одноковшовые, еще работают. А «Капитан» уже в Арканзасском техническом музее. Самый легкий из этой тройки весит 12 000 тонн.

Экскаваторы используются в разных условиях, для выполнения самых различных работ. Модификаций так много, что даже опытный инженер-механик вряд ли сможет их перечислить. Например, одни машины предназначены для срезания плодородного слоя почвы. Другие работают под водой. Третьи – под землей.

Эрлифтом называется устройство, предназначенное для подъема грунта с большой глубины. Воздух подается в нижний конец трубы, его поднимающиеся пузыри тянут вверх воду и, вместе с ней, грунт, который должен быть мягким или сыпучим. Эффективность эрлифта прямо пропорциональна его глубине, которая может доходить до 6 км. Труба в таких случаях поддерживается промежуточными поплавками.

Но, разумеется, самые популярные экскаваторы – универсальные. Это мощные одноковшовые машины, на пневмоколесном или гусеничном ходу, с ломающейся стрелой и гидроприводом. Используются, чаще всего, в строительстве.

Если на такую технику поставить еще и бульдозерный отвал, то получится экскаватор-бульдозер с расширенными функциональными возможностями. А если фронтальный ковш, то будет экскаватор-погрузчик – тоже очень востребованная машина, в чем нетрудно убедиться на примере всем известного ЭО-2626.

Популярность экскаваторов обусловлена не только частой необходимостью выполнения земляных работ. Практически все модели поставляются со сменными рабочими органами: перфоратором, гидромолотом, буром, ножницами, захватом, вилами, долотом, рыхлителем и другими. С таким комплектом одноковшовый экскаватор превращается в универсальную и очень востребованную машину.

 

Работа экскаватора Komatsu

Эволюция гидравлики строительной техники

Современная мобильная техника сильно изменилась. Вот взгляд на то, как гидравлика строительной техники изменилась за последние пару сотен лет.

Джош Косфорд, ответственный редактор

На дороге рядом с моим домом стоит возложенный вручную каменный забор, примерно 4 фута в высоту и в сто раз длиннее. Созданный из местных камней несколько столетий назад, я с благоговением отношусь к его длине, представляя себе физические и временные ресурсы, использованные при его строительстве. Машины для раскопок, перевозки и укладки тяжелых материалов были редкостью в 1800-х годах, поэтому я не могу сказать, что они были построены с использованием чего-либо, кроме сильных рук.

Строительная отрасль так же стара, как сельское хозяйство, и по мере того, как росли потребности общества, росла и потребность в улучшении строительства. Промышленная революция расширила наши возможности по строительству зданий и инфраструктуры в геометрической прогрессии. Легкие и умеренные методы строительства построили наши дома и офисы, в то время как тяжелые и интенсивные строительные работы позволили построить заводы и дороги. Возложенный вручную каменный забор, очевидно, был легким строительным проектом, но именно тяжелая и интенсивная конструкция, так хорошо подходящая для гидравлической мотивации, была важна для цивилизации.

Современное строительство набирает обороты

Старинный паровой экскаватор, используемый при строительстве железнодорожных путей. Изображение предоставлено istockphoto.com

Энергия пара — это форма передачи энергии с помощью жидкости, но вместо сжатого воздуха или гидравлической жидкости к воде добавляется тепловая энергия, пока она не превратится в газообразную форму. Это преобразование создает давление по мере увеличения объема газа, которое было захвачено приводами для питания крупной техники. Эта технология как бы набирала обороты в начале 19го века, но записи показывают, что уже в 1796 году паровые земснаряды использовались для расчистки русел водных путей в Англии.

В 1835 году Уильям Отис, двоюродный брат американского промышленника Элиши Отиса, известного как лифтер, применил паровую энергию для создания одноковшового экскаватора. Принятая как первая наземная машина с автономным питанием, используемая для тяжелого строительства, она произвела революцию в строительстве железнодорожных линий. Эта запатентованная машина могла перемещать 300 ярдов3 в день, тогда как два человека и тачка могли бы выполнить эту задачу за две недели.

Примерно пятьдесят лет спустя сэр У. Г. Армстронг построил первый экскаватор с использованием гидравлики, где она использовалась при строительстве доков. Он приводился в движение паром, но также использовал тросы с гидравлическим приводом только для одной функции. Небольшое интересное отступление: компания Армстронга в конце концов объединилась с Vickers Limited, но, к сожалению, после долгих исследований я не смог найти никакой связи с прославленной гидравликой Vickers. Тем не менее, машина Армстронга работала не очень хорошо и оставила дверь открытой для других. Первой машиной, в которой использовались только паровые гидравлические приводы без помощи колес и тросов, была паровая железнодорожная лопата Kilgore 2-1/2 Yard. Эта машина была производительной, но, как и машина Армстронга, ограничивалась строительством железнодорожных путей.

Создание современного стандарта
Прошло еще почти столетие, прежде чем экскаваторы стали выглядеть и работать так, как сегодня. На протяжении большей части этого пролета экскаваторы останутся с тросовым приводом или паровым, механическим, тросовым и гидравлическим гибридом. Компания Demag (сейчас Komatsu) создала первый полностью гидравлический гусеничный экскаватор с поворотом на 360°, каким мы его знаем сегодня. Hydraulikbagger 1954 года, рис. 1, был оснащен 42-сильным 3-цилиндровым дизелем и мог развивать скорость 2,5 мили в час, перевозя около полуметра материала. Он был компактным, эффективным, маневренным и производительным, особенно для легких и средних строительных проектов.

Hydraulikbagger 1954 года был компактной машиной, идеально подходящей для легких и средних строительных проектов. Изображение предоставлено библиотекой ASCE

Модель B504 была настолько эффективной, что ее конструктивные особенности теперь являются стандартом для отрасли. Как только экскаваторы получили полностью гидравлический привод, строительная техника стала недоступной ранее по полезности и производительности. Десятилетиями ранее господство Ford Model T проложило путь (правильно, я пошел туда) для развития автомагистралей между штатами. B504 был идеально рассчитан по времени, потому что вскоре после этого началась разработка системы межштатных автомагистралей Эйзенхауэра. Я не утверждаю, что эти события каким-либо образом связаны, но их время обеспечило строительной отрасли в Америке небывалый рост.

Мобильное строительное оборудование приобрело форму благодаря неотъемлемым преимуществам гидравлики; удельная мощность, управляемость и надежность. Первым шагом для гидравлического оборудования было заставить все это работать надежно и эффективно, но, поскольку строительство является конкурентоспособной и низкорентабельной отраслью, прогресс пришел быстро и тяжело. Преследовалась производительность, для которой нужны были такие кусочки головоломки, как мощность, контроль и надежность, чтобы встать на свои места.

Раннее оборудование представляло собой разомкнутый контур среднего давления, состоявший в основном из шестеренчатых и лопастных насосов, работающих под давлением 1000–2500 фунтов на квадратный дюйм. Даже в 19В 60-е годы, когда гидравлические экскаваторы доминировали над аналогами с тросовым приводом, развитие технологий было медленным. OEM-производители увидели преимущества гидравлики, поэтому они применили эту технологию к погрузчикам, скреперам и бульдозерам, сделав их мощными и эффективными. Но в 60-х технология механической обработки не могла обеспечить жесткие допуски, необходимые для изготовления насосов высокого давления, клапанов и приводов.

Более высокое давление, сложные средства управления
По мере развития прикладных знаний производители поняли, что высокое давление является ключом к производительности, и под «высоким давлением» я подразумеваю 3000 фунтов на квадратный дюйм. Поршневые насосы могут создавать высокое давление с эффективностью, но им приходится работать с более узкими зазорами и разными коэффициентами расширения. Ранние поршневые насосы с переменным рабочим объемом использовали наклонную шайбу с рычажным управлением для управления потоком, обеспечивая эффективную альтернативу дозирующим клапанам, которые тратили энергию впустую.

1970-е годы можно считать десятилетием гидравлического творчества. Чтобы повысить управляемость и производительность, инженеры изобретали умные способы управления гидравликой. Первые гидростатические приводы были освоены и применены к погрузчикам, что позволило им быстро и плавно переключаться между передним и задним ходом. Компания Caterpillar запатентовала аксиально-поршневой насос с компенсацией давления, а ограничение крутящего момента также было разработано в десятилетие диско.

Ограничение крутящего момента (также известное как контроль мощности) — это метод автоматического ограничения расхода обратно пропорционально давлению. При повышении давления расход падает, а при падении давления расход увеличивается. Этот метод сочетал в себе лучшее из обоих миров, позволяя экскаватору вести себя так, как если бы его первичный двигатель имел вдвое большую номинальную мощность. Функции поворота, стрелы, рукояти и ковша могут быстро двигаться без нагрузки, но тогда насос перекрывает поток при повышении давления, создавая усилие, необходимое для тяжелой работы.

К 1980-м годам использование кабелей в строительной отрасли почти прекратилось. Гидравлика была настолько эффективна, что даже функции управления управлялись гидравлическим пилотом, что было более старой технологией. Тормозами, рулевым управлением и функциями машины можно было управлять из кабины с помощью управляющих клапанов. Попробуйте объяснить своему подростку, что раньше через джойстик текло масло, а расстояние и сила, с которой перемещался джойстик, толкали жидкость к золотникам гидрораспределителей с таким же усилием.

Введите определение нагрузки
Однако распространение технологии измерения нагрузки в 1980-х годах высвободило мощность, а в сочетании с улучшением допусков обработки давление (и, следовательно, удельная мощность) быстро увеличилось. Измерение нагрузки позволяет гидравлическому насосу обеспечивать точный расход и давление, требуемые исполнительными механизмами, добавляя лишь небольшую дополнительную энергию для создания перепада давления. Теперь нередко можно было увидеть стандартные 4000 фунтов на квадратный дюйм для функций навесного оборудования и более 5000 фунтов на квадратный дюйм для цепи перемещения. С определением нагрузки работа с давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм не наносит ущерба потоку, когда вы ограничены входной мощностью.

Несмотря на то, что мобильная строительная техника имеет самые передовые гидравлические системы из существующих, они сильно отстают, когда дело доходит до электронного управления. Даже электрическое управление не было надежным методом управления насосами или клапанами. В 1990-е годы не наблюдалось большого прогресса в строительной технике, особенно в том, как управлялась гидравлика. Цифровой мониторинг машин существовал, но большая часть технологий была поставлена ​​для удобства оператора — климат-контроль, стереосистемы и зарядные устройства на 12 В.

Появление электронного управления
На рубеже веков OEM-производители машин решительно двинулись вперед. Надвигающиеся стандарты выбросов Tier 4 вынудили производителей переосмыслить конструкцию и внедрение строительной техники. Функции машин все чаще контролировались с помощью электроники, где гидравлические джойстики были заменены пропорциональным управлением, кабины были оснащены цифровыми ЖК-дисплеями, а интервалы технического обслуживания машин контролировались с помощью электроники. Однако давление не повышалось в течение трех десятилетий, оставаясь в диапазоне 5000 фунтов на квадратный дюйм вплоть до конца 2000-х годов.

Гусеничный бульдозер 21050K, выпущенный компанией John Deere в 2015 году, был совершенно новой моделью, так как это был самый большой и мощный бульдозер.

Электроника в настоящее время широко используется в строительной отрасли. Как и ваш автомобиль, ваш экскаватор имеет программируемые режимы работы. Вы можете работать в «эко»-режиме или, регулируя удобный циферблат, увеличить его до режима высокой мощности. GPS-навигация, автоматическая компенсация уклона, контроль тяги и системы гибридного привода внедряются в современную строительную технику.

Гусеничный бульдозер, изображенный на фото, представляет собой машину удивительного технического прогресса. Высококачественные модели имеют гидростатические приводы с индивидуальным управлением для левой и правой гусениц, каждый из которых имеет замкнутый контур с электронным управлением. Путь бульдозера поддерживается на основе управления оператора, а программное обеспечение адаптируется независимо от нагрузки, угла поворота или тяги. Они доступны с программными приложениями, регистрацией данных в режиме реального времени и настраиваемыми реакциями машины. Если один оператор предпочитает плавное касание с высокой скоростью отклика от своих элементов управления, а другой предпочитает более медленный и щадящий метод управления, оба могут сохранить настройки своего пользовательского профиля. Машина не может быть запущена, пока оператор не введет свой логин, после чего профиль загружается.

Значение удельной мощности не теряется производителями бульдозеров. Новые машины приближаются к давлению 7000 фунтов на квадратный дюйм, что обеспечивает более высокий крутящий момент на небольших и легких машинах и обеспечивает повышенную экономию топлива. Более легкая техника также значительно упрощает транспортировку на рабочие площадки и обратно и обеспечивает дополнительное преимущество в виде меньшего уплотнения грунта.

Что ждет нас в будущем?
Итак, какое будущее ждет гидравлику строительной техники? Очевидно, что давление будет продолжать расти, что позволит небольшим и легким машинам достичь производительности, которой раньше обладало только крупное мощное оборудование. Передовые материалы будут проникать в машины, используя как углеродное волокно, так и металлы, напечатанные на 3D-принтере, для повышения прочности при одновременном снижении веса.

Цифровой контроль с повышенной насыщенностью киберфизических систем станет обычным явлением. Рабочий день на стройке будет планироваться с компьютерного поста управления, где все работы выполняются удаленно с помощью техники без оператора. Кроме того, продолжающаяся электрификация приведет к замене двигателей электрическими первичными двигателями и аккумуляторными батареями. В какой-то момент машины станут полностью автономными, когда вводится отсканированная в цифровом виде топографическая карта территории, и машине говорят, как выполнить планировку или раскопки, чтобы получить желаемый результат.

В промышленных условиях все чаще используются электрические приводы, полностью отказываясь от гидравлической энергии. Однако электрические приводы никогда не заменят гидравлические приводы в строительной технике. Я делаю этот смелый прогноз, потому что электрические цилиндры и моторы невозможно сделать такими маленькими, но такими мощными, чтобы заменить гидравлику. Поршневой мотор мощностью 100 л.

В чем я вижу расширение электрического привода, так это в подаче энергии. Вместо центральных блоков питания и распределения через гидравлические сети управления приводы будут автономными интегрированными приводами. Комбинация серводвигателя и насоса будет встроена в гидравлический цилиндр, который будет включать в себя небольшой резервуар и коллектор, содержащий все элементы управления гидравликой. Эти блоки будут модульными, конфигурируемыми и управляемыми через беспроводные сети, но при этом будут обеспечивать высокое усилие, которое делает гидравлику ведущей.

Современная мобильная строительная машина прошла долгий путь от паровых машин промышленной революции. Дальнейшее развитие приведет к тому, что машины станут более производительными, эффективными и мощными, а сокращение числа операторов машин приведет к тому, что рабочие места станут более безопасными, особенно по мере того, как роботы заменят строительных рабочих. Но я сомневаюсь, что когда-нибудь увижу еще один недавно построенный каменный забор руками роботов.

История экскаватора — SERV Plant Hire

Хотя они считаются относительно современным изобретением, история экскаватора насчитывает почти двести лет. Каждый этап их развития был обусловлен бумом в промышленности и строительстве, требующим все более сложных механизированных решений. В начале 1800-х годов даже тяжелые строительные работы все еще выполнялись большими бригадами рабочих с использованием простых ручных инструментов. Промышленная революция, охватившая земной шар, требовала больших объемов сырья и средств для его транспортировки на большие расстояния. Команды людей с простыми инструментами просто не могли справиться с этой задачей, но прогресс в производстве и технологиях вскоре изменил это положение.

Когда был изобретен экскаватор?

В 1830-х годах в Америке бурно развивалось строительство железных дорог, стремившихся обеспечить сеть быстрых прямых сообщений между центрами торговли и промышленности. Скорость имела решающее значение: инженерные фирмы получали бонусы за быстрое завершение работы. Вдохновленный этим, 22-летний изобретатель из Пелхэма, штат Массачусетс, разработал решение. Известный как «дедушка гидравлического экскаватора», Уильям Отис вместе с инженером по имени Чарльз Френч изобрел первую паровую лопату. Созданный для инженерной фирмы Carmichael and Fairbanks для контракта на строительство железной дороги в Бостоне и Олбани, он был революционным.

Имея много общего с современными экскаваторами, экскаватор Otis Power Shovel был первым образцом самоходной землеройной техники. Поскольку двигатели внутреннего сгорания еще не были изобретены, он приводился в движение по рельсам котлом и паровым двигателем. Поворотная стрела, прикрепленная к неподвижной мачте, держала рукоять ковша и зубчатый ковш, вмещающий 1 кубический ярд (0,76 кубических метра) отходов. Ковш поднимался и опускался с помощью двухбарабанной цепной тали, которую приводил в действие человек на земле. Двое других рабочих перемещали стрелу из стороны в сторону с помощью тяжелых веревок. В 1839 г., Уильям запатентовал экскаватор с краном с паровым приводом, улучшив свою конструкцию. Из-за своей стоимости потребовалось некоторое время, чтобы это стало популярным, поскольку рабочая сила иммигрантов все еще была очень дешевой. В конце концов, его проекты будут использованы в таких крупных проектах, как строительство Панамского канала. К сожалению, Уильям умер от брюшного тифа в возрасте всего 26 лет и так и не дожил до того огромного вклада, который он внес в строительную отрасль.

Первый гидравлический экскаватор появился только в 1882 году и был построен компанией Sir WG Armstrong & Company в Англии. Они поняли, что гидравлическая сила является гораздо более эффективным источником энергии для копания, и использовали ее в новаторской конструкции. Экскаватор, использовавшийся при строительстве доков Халла, использовал воду вместо современной гидравлической жидкости. Хотя многие оспаривают его статус настоящего гидравлического экскаватора, первоначальное определение гидравлики как «приводимого в действие водой» остается верным. Однако это был своего рода гибрид, поскольку для привода ковша использовались тросы, а цилиндр приводил в действие множительные шкивы. До этого все экскаваторы были подключены к кабелю, и это первое подтвержденное практическое применение гидравлического экскаватора.

В 1897 году американская компания Kilgore Machine Company выпустила экскаватор прямого действия, первый полностью гидравлический экскаватор. В нем использовались четыре паровых цилиндра прямого действия, полностью отказавшись от тросов и цепей. Построенный почти полностью из стали, он был намного прочнее и износостойкее, чем предыдущие модели. Использование гидравлических цилиндров означало, что каждое действие экскаватора амортизировалось, что уменьшало износ самой машины. Его простая конструкция позволила уменьшить количество рабочих частей, что упростило техническое обслуживание и снизило вероятность поломок. Как и современные экскаваторы, им мог управлять один рабочий, движения органов управления которого моментально копировались самой машиной. Ковш можно было выгрузить с помощью педали, а не второго оператора. Как и в случае с современными экскаваторами, станция инженеров также качалась вместе с ковшом, а не являлась частью жесткой рамы. Опять же, несмотря на свой инновационный дизайн, экскаватор изо всех сил пытался получить признание, которого он заслуживал.

После Второй мировой войны мир пережил период промышленного и экономического подъема. Были заключены новые торговые сделки, и необходимо было возместить ущерб, нанесенный многолетним конфликтом. В 1948 году два итальянских брата, Марио и Карло Брунери, разработали прототип первого серийного гидравлического экскаватора. Патент на эту конструкцию был выдан в 1951 году, но имел ограниченный успех. Однако производители в других странах предвидели его широкое применение, и в 1954 году французская компания Sicam получила патент. Успешный маркетинг во Франции привел к производству Priestman в Англии, Mitsubishi в Японии, Drott в Америке и Tusa в Испании. Братья сохранили интерес к производству экскаваторов и в 1963, экскаватор Yumbo получил мировое признание.

Кто сделал первый мини-экскаватор?

Япония в 1960-х годах переживала экономический бум, требующий развития городов для размещения растущей рабочей силы. Ограниченное пространство в застроенных городских районах потребовало более компактной альтернативы громоздким традиционным экскаваторам. Под влиянием этого спроса строительная компания Yanmar выпустила первый мини-экскаватор YNB 300. Его небольшая рама и колесное шасси позволяли ему работать в более ограниченном пространстве, и вскоре он получил широкое распространение. Основан в 1912, Yanmar изначально производила двигатели для тяжелой строительной техники. В настоящее время они являются одним из ведущих производителей мини-экскаваторов с филиалами по всему миру. Успех YNB 300 привел к производству YNB 600C с повышенным комфортом оператора и производительностью. Добавление поворотной стрелы экскаватора позволило этой модели работать у стен, что повысило ее универсальность.

В течение следующих двадцати лет многие производители последовали их примеру, например, такие фирмы, как Kubota, JCB и Manitou, выпустили собственные модели мини-экскаваторов. Аренда мини-экскаваторов стала популярным рынком, поскольку универсальность оборудования подходила для широкого спектра применений. 19В 98 году был выпущен Yanmar Vi040, первый экскаватор с нулевым выносом задней части, за которым вскоре последовало множество мини- и микроэкскаваторов. Разработка навесного оборудования для экскаваторов значительно расширила спектр выполняемых ими работ. Гибридные технологии в промышленном оборудовании стали обычным явлением в 2010-х годах, снизив производственные затраты и затраты на использование оператора, а также повысив эффективность.

Конструкция экскаваторов продолжает развиваться, а их применение становится все более сложным. В SERV Plant Hire мы предлагаем широкий выбор типов экскаваторов и навесного оборудования для любого проекта. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования, мы будем рады ответить на любые вопросы и убедиться, что у вас есть подходящее оборудование для любой работы.

Гигантские паровые экскаваторы | Heritage Machines

Кит Хэддок начинает серию, в которой он описывает захватывающую историю и развитие гигантских паровых экскаваторов в мире.

Гигантские паровые экскаваторы: Эта машина, созданная Уильямом С. Отисом, задокументирована как первая паровая лопата, когда-либо предназначенная для работы на суше. Он был построен в 1835 году и запатентован в 1839 году.

Паровые экскаваторы, которые в Великобритании часто называют «землеходами».Железнодорожное строительство ХХ века. Однако в центре внимания этой статьи будут американские и британские производители-первопроходцы, создавшие первые гигантские паровые экскаваторы. Я буду отслеживать прогресс, которого они добились до момента, когда бензиновые, дизельные и электрические экскаваторы захватили отрасль.

История паровых экскаваторов 
Хотя развитие механизированного землеройного оборудования в значительной степени является явлением 20-го века, потребность в перемещении больших объемов материала возникла с промышленной революцией и наступлением эпохи пара в 18-м веке. Желание перемещать людей и материалы с места на место породило самые ранние формы механизированного оборудования. Поскольку корабли были одним из первых средств передвижения на большие расстояния, вполне естественно, что первыми самоходными землеройными машинами были плавучие земснаряды. Эти ранние приспособления помогли раскопать гавани и углубить водные пути, чтобы их можно было использовать для все более крупных судов.

Вероятно, это самая первая фотография парового экскаватора. На нем, сделанном в 1872 году, изображена лопата Отиса, работающая на строительстве Мидлендской железной дороги недалеко от Патерсона, штат Нью-Джерси.

Рождение механического экскаватора, используемого на суше, произошло в Америке, когда понадобились тысячи миль железных дорог по всей стране. Паровая лопата 1835 года, разработанная Уильямом С. Отисом и запатентованная в 1839 году, является самым ранним известным одноковшовым экскаватором для использования на суше. Отис был партнером в фирме подрядчиков, которые использовали собственные машины для строительства железных дорог. Когда Уильям Отис умер от брюшного тифа в 1839 г. когда ему было всего 26 лет, патенты на лопаты строго принадлежали семейному подрядному бизнесу более 40 лет. Но машины были построены в небольшом количестве.

Идея механизированных раскопок прижилась очень медленно из-за патентов Отиса и изобилия дешевой рабочей силы. Конечно, так было и в Великобритании, где почти все железные дороги вплоть до начала 20 века строились ручным трудом, дополненным лошадьми и мулами.

Срок действия патентов истекает
Когда в 1870-х годах срок действия патентов Отиса окончательно истек, несколько других компаний начали производство паровых экскаваторов в Соединенных Штатах. Наиболее примечательными были компания Osgood Dredge Company в Трое, штат Нью-Йорк (1875 г.), Bucyrus Foundry & Manufacturing Company, Bucyrus, Огайо (1882 г.), Vulcan Iron Works Company, Толедо, Огайо (1882 г.) и Marion Steam Shovel Company, Марион, Огайо ( 1884 г.). Эти компании являются родоначальниками американской экскаваторной промышленности, которая продвинулась до современных высокопроизводительных машин с электрическим приводом, которые в настоящее время являются самыми большими и мощными в мире.

Это паровой экскаватор Otis с улучшениями OS Chapman, построенный John Souther & Co в 1860-х годах. Имеется горизонтальный котел.

Параллельное развитие имело место в Европе, когда такие компании, как Ruston Proctor & Company из Линкольна, Англия (1874 г.), Menck & Hambrock из Германии (1899 г.) и Carlshutte из Германии (1900 г.), вошли в производство паровых экскаваторов. В 1925 году компания Demag взяла на себя линию экскаваторов Carlshutte.

Первые паровые экскаваторы не вращались полностью. Установленные на одном конце железнодорожного вагона стандартной колеи, стрела и ковш в сборе вращались примерно на 200 градусов. Остальную часть вагона занимали паровой котел, главный подъемный механизм и оператор. Поскольку первые машины были установлены на рельсах и в основном использовались на строительстве железных дорог, они стали известны как «железнодорожные экскаваторы». В последующие годы, несмотря на то, что некоторые из них были установлены на гусеничном ходу и нашли работу в карьерах, при рытье каналов и общем строительстве, паровые экскаваторы с неполным поворотом по-прежнему назывались «железнодорожными экскаваторами», независимо от того, какую работу они выполняли.

Первым из зарегистрированных крупных механизированных землеройных работ был Манчестерский судоходный канал в Англии, начавшийся в 1887 году. Три из 18 грейферных экскаваторов Priestman помогли переместить 54 миллиона кубических ярдов материала.

Самым ранним крупным механизированным землеройным проектом был Манчестерский судоходный канал в Англии, который был начат в 1887 году. Здесь 58 паровых экскаваторов Ruston, 18 грейферных экскаваторов Priestman и множество других экскаваторов работали со 173 паровозами и 6300 железнодорожными вагонами. перемещать материал со скоростью до 1,2 миллиона кубических ярдов в месяц. Всего за шесть лет было выкопано 54 миллиона кубических ярдов. За этим проектом последовал гораздо более крупный Панамский канал, где 77 паровых экскаваторов Bucyrus, Thew и 24 Marion были задействованы для перемещения 255 миллионов кубических ярдов между 1904 и 1914.

Вращающаяся лопата в Лидсе
Первая в мире полностью вращающаяся лопата была построена компанией Whitaker & Sons of Leeds, Англия, в 1884 году. повсеместно популярен. Железнодорожный экскаватор, ограниченный рельсовым креплением и полуповоротной стрелой, постепенно был заменен высокомобильными колесно-гусеничными машинами, которые могли совершать полный оборот. Последний железнодорожный экскаватор был отгружен в 1931 году, почти через 100 лет после появления экскаватора Отиса.

Это был первый паровой экскаватор Осгуда, появившийся в 1880 году. Если вы внимательно изучите эту иллюстрацию, вы сможете проследить две подъемные цепи ковша, идущие вверх по каждой стороне стрелы и вниз к ковшу. Эти цепи поворачивали стрелу, когда их тянули независимо друг от друга, или поднимали ковш, когда их тянули вместе.

Обычной практикой на ранних этапах разработки экскаваторов было то, что машины были запатентованы их изобретателями, которые затем нашли производителя, готового построить их в соответствии со своими спецификациями. Примеры включают лопату Otis, построенную John Souther & Co, лопату Thompson, построенную Bucyrus, лопату Dunbar, построенную Ruston, Proctor & Co, лопату Barnhart, построенную Марион, и лопату Osgood, построенную Starbuck Bros. Iron Works.

1920-е годы были революционным десятилетием для канатных экскаваторов, поскольку производители либо адаптировались к дизельным или бензиновым машинам, либо полностью потерпели неудачу. Избегая эры пара, появились десятки новых производителей экскаваторов, особенно в Америке, предлагающих экскаваторы со сложными механическими характеристиками и дизельным или бензиновым двигателем. В верхней части шкалы машины стали намного больше, и большинство из них были электрическими. Однако многие из этих новых компаний не пережили Великую депрессию начала XIX века.30-х годов, но те, что сделали, стали основой экскаваторной промышленности на следующие три десятилетия.

Эта необычная паровая лопата была запатентована в 1887 году Джоном К. Хоу, директором компании Osgood Dredge Company. Известный как Осгуд № 6, он имел консольную лебедку, в которой подъемный канат крепился к верхнему концу рукояти ковша, а не непосредственно к ковшу.

В этой серии будут представлены примеры паровых экскаваторов, построенных давно вымершими компаниями, а также компаниями со знакомыми названиями, которые успешно перешли от пара к другим формам энергии. В конце концов, пар был всего лишь одним из источников энергии для экскаватора, и многие модели XIX в.20-е и начало 1930-х годов предлагались с выбором пара, бензина, дизельного топлива или электричества в качестве источника энергии. Во всем остальном машины были идентичны.

Отис был первым
Как уже упоминалось, Отис 1835 года был первым паровым экскаватором, и из-за ограничительных патентов и большого количества рабочей силы потребовалось много лет, прежде чем были разработаны другие типы. Несмотря на примитивность, ранняя лопата Отиса продемонстрировала идею фиксированной стрелы и механизма толпы, который толкал ковш в забой; тот же принцип до сих пор используется в канатных экскаваторах.

Железнодорожный экскаватор Osgood 120 объемом шесть кубических ярдов в медном руднике на западе США.

Сообщалось, что еще в 1843 году одна из лопат Отиса работала в Англии на железной дороге Восточных графств недалеко от Брентвуда. Как сообщалось на заседании Института гражданских инженеров в 1845 г. , оно оказалось успешным: «Испытания экскаватора на железной дороге Восточных графств производились при очень невыгодных условиях — рабочие были неопытны; форма лопаты не соответствовала характеру выкапываемого материала; было предоставлено так мало фургонов, что происходили частые остановки из-за невозможности увозить землю так быстро, как ее можно было выкопать. Тем не менее, несмотря на эти недостатки, машина производила до 100 кубических ярдов в час, а стоимость ее работы, включая топливо, заработную плату, износ и проценты на капитал, не превышала 50 шиллингов в день».

Несмотря на свой потенциал, в разработке паровых экскаваторов сообщалось о небольшом прогрессе примерно до 1858 года, когда Оливер С. Чепмен — близкий деловой партнер и друг семьи Уильяма С. Отиса — усовершенствовал конструкцию экскаватора Отиса. Он женился на вдове Уильяма Отиса, и это позволило ему использовать патенты на лопаты. Так, в 1867 году была запатентована улучшенная лопата Отиса. В 1870-х годах появилось несколько новых производителей, чтобы воспользоваться бумом в строительстве железных дорог, особенно в Америке.

Железнодорожный экскаватор Osgood 73 на тяговых колесах, сфотографирован в карьере Кентукки в 1999 году. Сейчас эта машина сохранена и работает на собрании паровых молотилок Западной Миннесоты в Роллаге, Миннесота.

Экскаваторы Otis изначально производились фирмой Eastwick & Harrison из Филадельфии, штат Пенсильвания. Когда Чепмен взял на себя их разработку, они были построены компанией Globe Iron Works в Бостоне, штат Массачусетс. Позже эта фирма стала называться John Souther & Company, и записи показывают, что экскаваторы Otis — с небольшими изменениями в конструкции — продолжали производиться Souther примерно до 19 века.10.

Корни Осгуд
Корни компании Осгуд восходят к самой первой паровой лопате. Джейсон Осгуд и Дэниел Кармайкл получили патент на земснаряд в 1846 году, причем Кармайкл приходился дядей изобретателю паровой лопаты Уильяму С. Отису. Земснаряды были построены компанией Starbuck Brothers Iron Works of Troy, Нью-Йорк.

Одной из самых популярных паровых экскаваторов Osgood была модель 18 длиной ¾ ярда, доступная на гусеничном ходу или на ведущих колесах.

В 1877 году Ральф Р. Осгуд – племянник Джейсона К. Осгуда – взял на себя активную работу компании и в 1880 году спроектировал и построил новый тип парового железнодорожного экскаватора. Эта лопата обладала функцией подъема, которая никогда не использовалась ни на одной лопате ни до, ни после. Самостоятельных поворотных (вращающихся) механизмов для сборки стрелы и ковша не было. Вместо этого качание было достигнуто за счет использования двух отдельных подъемных барабанов и цепей; одна цепь проходит через поворотную платформу вверх по каждой стороне стрелы, по шкивам в конце стрелы и вниз к рукояти. При подъеме одной цепи стрела будет поворачиваться в одном направлении, при подъеме другой цепи — в другом, а подъем рукояти обеими цепями предотвратит раскачивание. Реверсивный двигатель толпы располагался на вращающейся поворотной платформе.

Эта лопата, должно быть, имела достаточный успех, поскольку первая машина, доставленная для строительства железной дороги в 1880 году, по сообщениям подрядчиков, проделала отличную работу. Девять таких лопат, известных как «земельные экскаваторы», были поставлены в 1882 году французам для строительства Панамского канала. В том же году, совместно с Джеймсом Макнотоном, Ральф Р. Осгуд учредил новое название компании Osgood & MacNaughton, и производство переместилось из Трои в Олбани, штат Нью-Йорк. В 1883 году в Олбани была основана компания Osgood Dredge Company.

Еще один Osgood 18, на этот раз со скиммером.

Уникальный подход
Еще одна уникальная паровая лопата была запатентована в 1887 году Джоном К. Хоу, директором компании Osgood Dredge Company. Известная как Осгуд № 6, ее ковш вместимостью составлял ¾ кубического ярда, и это была одна из первых в мире полностью вращающихся лопат (лопата Уитакера 1884 года была первой). Мощность от одной паровой машины передавалась через муфты и ленточные тормоза для выполнения копающих функций. Самой необычной особенностью ковша № 6 было то, что его трос подъема рукояти был прикреплен к верхнему концу рукояти рукояти, а не непосредственно к рукояти, что приводило к консольному движению.

Компания Осгуд Земснаряд процветала и к 1896 году, помимо широкого ассортимента земснарядов, предлагала четыре размера паровых железнодорожных экскаваторов вместимостью от ½ до 2½ кубических ярдов. Он также предлагал электроэнергию на некоторых машинах. В каталоге 1890 года показан драглайн, который можно было установить на плавучий земснаряд или полозья и катки. Но слово «драглайн» в то время еще не было придумано, так как машину называли «Паровая лопата №15 для работы назад!»

Однометровая паровая лопата Osgood модели 29 на ведущих колесах.

В 1910 году в Мэрион, штат Огайо, была зарегистрирована компания, известная как Marion Shovel & Dredge Company. Она немедленно приобрела все права и патенты компании Osgood Dredge Company после пожара в 1907 году, уничтожившего завод этой компании в Олбани, штат Нью-Йорк. После покупки компания Marion Shovel & Dredge стала компанией Marion-Osgood Company, но в 1914 году изменила свое название на The Osgood Company, чтобы избежать путаницы с компанией Marion Steam Shovel в этом городе.

Компания Osgood полностью перешла на производство паровых железнодорожных экскаваторов, за которыми последовал ряд современных вращающихся паровых экскаваторов. В 1924, ассортимент состоял из револьверных гусеничных экскаваторов трех размеров грузоподъемностью от ¾ до 1¼ ярда и пяти размеров железнодорожных паровых экскаваторов грузоподъемностью от 1½ до 5 кубических ярдов. Их можно было приобрести с рельсовыми, тяговыми колесами или гусеничными креплениями.

Лопата Osgood HDS (тяжелая паровая) длиной 1¼ ярда.

В 1920-х годах торговая марка Osgood стала называться Heavy Duty. Модели объемом от ¾ до 2 кубических ярдов с шагом в четверть ярда обозначались только по размеру (кубические ярды) с префиксом HDS или HDG, обозначающим «тяжелый пар» или «тяжелый бензин». 19В 30-х годах бензин, дизель и электроэнергия заменили пар, и Osgood приняла названия для своих экскаваторов различных размеров, таких как Invader (½ ярда), Commander (1 ярд) и Chief (1¾ ярда). Осгуд оставался умеренной силой в сфере производства кранов и экскаваторов до 1955 года, когда компания Marion Power Shovel Company приобрела все активы и заводы компании Osgood, включая ее дочерние компании, General Excavator Company и Commercial Steel Casting Company, все в Марионе, штат Огайо.