Описание карьерного шагающего экскаватора, самая большая модель

Шагающий экскаватор используют в горнодобывающей и металлургической промышленности, в карьерах и на сооружении каналов. История их производства и работы полна печальных фактов и трудовых подвигов. Благодаря уникальному устройству, эти гиганты эффективны в работе и оказывают меньшее давление на грунт.

Что такое шагающий экскаватор

Шагающий экскаватор НКМЗ 500 в работе

Шагающий или ходячий экскаватор (в обиходе их называют шагорями) – это машина, которая работает «лёжа на животе». По сути – это огромных одноковшовый драглайн, но есть и роторные многоковшовые модели.

История создания

Первое во всем мире шагающее устройство придумал русский математик и изобретатель Пафнутий Львович Чебышёв. Он продемонстрировал механическую «стопоходящую машину» собственного изобретения на Всемирной выставке в Париже. Однако дальше прототипа дело не пошло. И в России, а точнее в СССР, о ходящих машинах вспомнили только после ВОВ.

Зато на Западе идею рассматривали всерьёз. В 1913 году инженер компании Monighan Machine Оскар Мартинсон (Oscar Martinson) предложил использовать шагающих ход для передвижения драглайнов. Первый такой экскаватор получил индекс 1-T. В 1926 он был модернизирован и выпущен 3-W Monighan, который быстро завоевал популярность.

В конце 40-х годов прошлого века ходячие экскаваторы стали появляться и в СССР. Тогда и начали выпускать сразу три завода – НКМЗ в Новокраматорске, УЗТМ (УралМаш) в Свердловске и Копейский РМЗ в Челябинской области.

Основные отличия от других типов экскаваторов

Шагающий экскаватор в работе

Главным отличием шагового экскаватора является его конструкция и способ передвижения. Такие машины не имеют ходовой части в обычном представлении. Вместо привычных колёс или гусениц у них – ноги на лыжах. Или башмаках – тут кому как нравится.

Дело в том, что большая грузоподъёмность и значительный собственный вес этой техники оказывается слишком сильное давление на грунт. Даже использование широких, болотоходных гусениц приводит к увязанию и проваливанию машины в грунт.

Поэтому шагающий экскаватор стоит на поворотной плите, которая равна почти всей площади базовой платформы. Это решение обеспечивает равномерную нагрузку на почву. А чтобы сменить положение во время работы экскаватор приподнимается и делает шаг при помощи специального устройства.

Конструкция и способ передвижения

Анимация принципа работы шагового движителя экскаватора

Передвигаться шагающий экскаватор может лишь в направлении противовеса, ведь центр тяжести аппарата в процессе ходьбы находится перед осью шагающего механизма. Но есть и редкие исключения из этого правила, способные передвигаться вперёд.

Интересно, что скорость передвижения шагающего экскаватора составляет… всего 1-2 метра в минуту.

При перемещении корпус экскаватора держится на башмаках и опорной раме. Существует две системы передвижения: кривошипно-рычажный механизм и гидравлическая система. Однако в любом случае, процесс шагания происходит следующим образом:

  • ноги-опоры поднимают корпус и перемещают его на небольшое расстояние;
  • экскаватор опускается на землю на новом месте;
  • машина поджимает ноги и перемещает их на тоже расстояние.

Перемещаться шагающий экскаватор может вдоль выкапываемого карьера или по равнине. По пересечённой местности они просто не пройдут из-за габаритов. Поэтому многие машины собирались непосредственно в месте проведения работ или в непосредственной близости.

По типу устройства и работы различают 2 типа шагающих экскаваторов: одноковшовые и роторные.

Одноковшовые драглайны

Шагающий экскаватор на карьере

Первый тип – драглайны. Они оборудованы ковшом, закрепленным на конце стрелы, который двигается за счет системы тросов. Принцип их работы: опустить ковш, зачерпнуть породу или грунт, поднять и высыпать. Отечественные шагающие одноковшовые экскаваторы имеют маркировку ЭШ.

Драглайны не копают, а черпают грунт ниже уровня, на котором стоят. Их нужно ставить на возвышение относительно места работы. Они также не могут работать на твёрдых породах, т.к. обладают низким отрывным усилием.

Роторные

Шагающий роторный экскаватор KU 800 в работе

Второй – это многоковшовые экскаваторы непрерывного действия. На конце стрелы такой машины установлено колесо не с одним, а несколькими ковшами. Они поочерёдно захватывают породу и ссыпают её на установленную транспортерную ленту, которая перемещает материал к месту погрузки. Такие модели российские производители маркируют ЭРШР.

Область применения шагающего экскаватора

Шагающие экскаваторы на разрезе

Шагающий экскаватор представляет собой массивную машину, предназначенную для масштабных работ. Длина стрелы позволяет дотягиваться до довольно далеких от машины мест копки, а объём ковша – захватывать большое количество материала. Это обуславливает их применение на масштабных строительных проектах и в горнодобывающей отрасли.

Кроме того, тип шагающего экскаватора также определяет сферу применения. Драглайны осуществляют копну ниже уровня, на котором стоят, а роторные – выше. Поэтому первые применяют:

  1. В горной промышленности при добыче открытым способом в карьерах.
  2. При строительстве гидротехнических сооружений.
  3. Для подготовки площадки (котлована) при строительстве массивных объектов, например, АЭС.
  4. На карьерных работах, при которых необходимо вытащить большое количество земли.
  5. В угольных разрезах.

Роторный шагающий экскаватор используют в других областях:

  1. При добыче верхним черпанием.
  2. Разработке разрезов.
  3. Во время прокладки широких каналов, роторные экскаваторы работают с уровня нижней точки.
  4. При разработке небольших пластов ископаемых.

Самый большой шагающий экскаватор в мире

Самый большой шагающий экскаватор в мире Big Muskie

Самым большим шагающим экскаватором в мире является американец Big Muskie 4250W – в переводе силач. Он был создан в 1969 году компанией Bucyrus International и отработал на угольном разрезе в американском штате Огайо до конца века, т.е. 30 лет.

За время службы он переместил более 465 млн. кубометров породы – это более чем в три раза превосходит объём вынутого грунта при строительстве Волго-Донского канала. Это не удивительно, учитывая размеры этого шагающего экскаватора драглайна:

  1. Вес – 12 200 тонн.
  2. Длина стрелы – 94 метра, а всей машины – почти 150 м.
  3. Высота превышает двадцатиэтажный дом и составляет 67,8 м
  4. В ковш легко поместятся 12 легковых автомобилей, его объём ковша – 168 кубов.

По завершению работ Big Muskie решено было разобрать и сдать в металлолом. Ковш, правда, сохранили и выставили в музее горного дела в шахтерском мемориальном парке AEP Recreation Land.

Причина, по которое решено было прекратить использование этого исполина – экономическая нецелесообразность. Для его работы требовалось слишком много электроэнергии.

Самый большой ЭШ в России

Самый большой шагающий экскаватор СССР ЭШ 100/100 завода Уралмаш

В России самым крупным является ЭШ 100/125 массой 10 тысяч тонн. Он был собран весной 2017 года на Уралмаше.

Его характеристики тоже впечатляют:

  1. Объем ковша – 100 куб. м.
  2. Длина стрелы – 125 м.
  3. Диаметр опорной базы – 27 м.
  4. Размер лыж (длина и ширина) – 22,5 на 4,74 м.
  5. Глубина копания – 52 м.

Техника предназначена для работ по добыче полезных ископаемых, в частности золота и цветных металлов, а также сырья для химической промышленности открытым способом.

Его предшественник – ЭШ 100/100 был самым крупным шагающим экскаватором в СССР. На его создание ушло более 5 лет. Именно тогда была разработана система гидравлического шагания. Эксплуатировался ЭШ с 1977 до 1990-х на разрезе Назаровском в Красноярском крае.

Автор: Андрей Соломин

Поделиться
Подпишись на Я.Н