Удлиненное рабочее оборудование — большой радиус для больших задач!

Из названия «удлиненное рабочее оборудование» (англ. long reach) следует его особенность — при установке на носитель получается машина с большим радиусом рабочей зоны. Возможность проведения работ на большом удалении от самого экскаватора интересна практически на любом этапе строительства. Это очевидно, как и то, что увеличение плеча всегда приведет к уменьшению грузоподъемности, в нашем случае к уменьшению объема ковша. Так появляется дилемма, одинаковая для производителей и для покупателей — на что сделать упор для повышения производительности? Что интереснее — увеличенная рабочая зона или ковш большего объема?

У этого вопроса нет однозначного ответа, удовлетворяющего потребности каждого клиента и решающего все поставленные перед экскаватором задачи. Такие технические решения, как рукоять-слайдер, решают проблему только частично.

Спрос породил соответствующее предложение — это и есть ответ на поставленный вопрос. Основной задачей экскаваторов с оборудованием обратная лопата является разработка грунта ниже уровня собственной стоянки — рытье котлованов и траншей с последующей погрузкой его в самосвалы. Размеры котлованов и обусловленные ПДД размеры самосвалов дают нам комфортный типоразмер — так популярные в строительстве экскаваторы 4-й размерной группы.

Таким образом, реагируя на спрос, производители этого типа спецтехники по всему миру серийно создают самые привычные для нас, наиболее востребованные машины — экскаваторы со стандартным рабочим оборудованием. Эти машины похожи друг на друга вне зависимости от завода-изготовителя и страны происхождения. При одинаковой массе они будут иметь схожие габариты, рабочую зону, объем ковша и мощность двигателя, различия будут практически несущественны.

Сфера применения удлиненного оборудования

Так есть ли смысл в развитии экскаваторной техники за счет увеличения рабочей зоны, пусть даже с сопутствующим понижением грузоподъемности? Смысл есть, если поставленная перед машиной задача может быть осуществима только на большом вылете от носителя, а грузоподъемность не будет играть решающей роли. Одна из ветвей этого направления — экскаваторное оборудование, предназначенное для сноса зданий.

Второе направление — строительство высокоскоростных автомобильных дорог.
Дело в том, что автодорога I и II категории не может иметь крутых спусков или подъемов, а также крутых поворотов. Реализовать заданные в СНИП минимальные продольные и поперечные уклоны возможно только путем создания высоких (до 12м для автодороги I категории) насыпей и выемки больших объемов грунта. Производство высокой насыпи рождает необходимость в формировании широких откосов из инертных материалов, которые невозможно создать экскаватором со стандартным рабочим оборудованием.

В СССР решением этих задач занимались экскаваторы-планировщики UDS-110, UDS-114, UDS-115 с телескопическим экскаваторным оборудованием на автомобильном шасси TATRA 815.

Эти машины широко распространены в странах СНГ. Все они имели один общий недостаток, который вместе с тем являлся достоинством при перегонах. Управление экскаватором производилось из экскаваторной кабины, в то время как перемещение его даже на 1 метр в сторону можно было осуществить только из кабины грузового автомобиля.

Это означало, что при необходимости проведения планировочных работ вне радиуса действия (например, при планировании откосов дорожной насыпи) оператору приходилось складывать рабочее оборудование, поднимать опоры, пересаживаться в кабину грузового автомобиля, переезжать на 10-15 метров и раскладываться в обратном порядке.

Эту проблему решили в новой конструкции экскаватора-планировщика UDS-214 на базе того же грузового автомобиля TATRA 815. Главное отличие UDS-214 от 114 — возможность управления опорами, управляемыми колесами шасси и перемещением по рабочему участку со скоростью до 1,5 км/ч прямо из кабины надстройки, не включая основной двигатель. Однако слабой стороной этого решения была надежность его реализации.

Требования к конструкции «удлиненки»

Как можно решить эту задачу сегодня, причем с одной кабиной? Можно ли установить на экскаватор 4-й размерной группы стрелу с более длинной рукоятью и обычным планировочным ковшом? Все не так просто.
Чтобы изготовить сверхдлинное экскаваторное оборудование, необходимо:

• рассчитать грузовые и боковые моменты практически на каждом сантиметре;
• рассчитать высокопроизводительную кинематику, комфортную для транспортного положения;
• выбрать сталь, обладающую высокими прочностными показателями;
• спроектировать коробчатое сечение с изменяющимся по длине стрелы и рукояти профилем;
• подобрать, исходя из нагрузок, оптимальные по длине и диаметру пальцы;
• подобрать надежные гидроцилиндры;
• рассчитать усиления коробчатого сечения;
• выбрать достаточный для нормальной производительности планировочный ковш;
• рассчитать дополнительный противовес для безопасной работы с новым опрокидывающим моментом.

Можно искать баланс между общей жесткостью конструкции и параметрами предлагаемого к ней ковша, но нельзя идти на компромисс в вопросе выбора сырья. Сталь должна быть высокопрочной.

Мы остановили свой выбор на стали Weldox 700E шведского сталелитейного концерна SSAB, которая обладает заявленной высокой прочностью по всему объему листа и близкой к идеалу листовой геометрией. Эта сталь отлично подходит для ответственных несущих конструкций, работающих в условиях знакопеременных нагрузок, таких как крановые или экскаваторные стрелы.

При этом сталь Weldox имеет свою технологию сварки, не соблюдая которую можно оборвать жизнь изделия еще на этапе производства.

Производственный комплекс Технопарка «Импульс» обладает необходимым станочным парком и опытом применения этой стали в своих конструкциях. Это подтверждается сертификатом «Hardox In My Body», который мы получили от шведского концерна.

Как повысить производительность удлиненного оборудования?

На этапе конструирования «удлиненки» мы не должны ограничиваться функционалом планировочного ковша. К примеру, планировочный ковш с перекосом даст машине возможность работать по всей рабочей зоне, не передвигаясь. При этом кромка ножа будет находиться в одной плоскости в процессе профилирования, создавая откос без «ступенек».

Эта комплектация увеличит производительность машины за счет сокращения временных затрат. Экскаватор будет реже перемещаться, время чистого профилирования в час/смену возрастет, время позиционирования машины на объекте сократится вместе с затратами на топливо, амортизацию, заработную плату и проведение «работ над ошибками» по выемке лишнего грунта или отсыпке недостающего.

Следующим шагом к увеличению производительности за счет обогащения комплектации можно считать нивелировочные системы. Мы можем доукомплектовать наше оборудование продуктом швейцарской компании Leica — это комплект датчиков, монитор слежения и ввода данных, узлы интегрирования системы в гидравлический контур управления экскаватором.

Использование этой системы позволит многотонной машине работать с ювелирной точностью на высокой скорости, полностью исключив человеческий фактор в процессе непосредственного профилирования. При этом отпадает вопрос о квалификации оператора для столь точных работ или о соответствии спрофилированного откоса заданным отметкам. Стабильное качество и скорость обеспечены без устали работающей четкой машиной.

Сверхдлинное экскаваторное оборудование позволяет нашим клиентам добиваться большего радиуса рабочей зоны и решать задачи по выполнению дноуглубительных, очистных работ на водоемах, расчистке русла рек, планированию насыпей и откосов дорог.