Устройство и принцип работы мощных вскрышных экскаваторов при ведении открытых горных работ

Содержание

Введение 3
1 История развития мощных вскрышных экскаваторов 4
2 Устройство и принцип работы вскрышных экскаваторов 5
3 Классификация, типажи и параметрические ряды экскаваторов 9
4 Техническая характеристика ЭВГ-35.65М 19
5 Мощные вскрышные экскаваторы в наши дни 24
Заключение 33
Список использованной литературы 35

Введение

Актуальностью исследования является то, что сегодня на сoвpеменныx стройках, разработке недр, на прокладке крупных трубопроводов можно встретить разнообразную технику, но больше всего своей мощностью и размерами поражают экскаваторы. Экскаваторами называются землеройные машины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Экскаваторы применялись еще в Древнем Египте и Древнем Риме как средство механизации работ по углублению русел рек и каналов. В зависимости от организации процесса черпания они делятся на ряд типов: механическая лопата (прямая и обратная), драглайн, многоковшовый, роторный, грейферный и т.д. Все экскаваторы в зависимости от использования рабочего времени для собственно копания грунта делят на две большие группы: непрерывного действия - многоковшовые и периодического (цикличного) действия-одноковшовые. По типу применяемого основного (первичного) двигателя современные экскаваторы бывают дизельными или электрическими. Выбор двигателя определяется условиями, в которых будет работать экскаватор.
Целью данной работы является рассмотрение устройства и принцип работы мощных вскрышных экскаваторов при ведении открытых горных работ.
В связи с этим поставлены определенные задачи:
Рассмотреть историю развития вскрышных экскаваторов;
Рассмотреть устройство и принцип работы вскрышных экскаваторов;
Провести обзор классификации, типажам и параметрическим рядам экскаваторов;
Проанализировать мощные вскрышные экскаваторы в наши дни.
1 История развития мощных вскрышных экскаваторов

Большие экскаваторы - это землеpoйные машины оснащены современнейшим оборудованием и механизмами, и благодаря этому могут выполнять различные функции.
Идея создания землеройных машин принадлежит Леонардо да Винчи, который в начале 16 века предложил схему экскаватора-драглайна.
Первая паровая землечерпалка построена на Ижорском заводе в России под руководством А. А. Бетанкура в 1-й четверти 19 века одноковшовый неполноповоротный экскаватор на рельсовом ходу запатентован в США в 1834 В. Отисом.
Первый многоковшовый цепной экскаватор сухопутного типа изобретён во Франции М. Кувре (1860); применялся при строительстве Суэцкого канала. Широкое использование экскаваторов на земляных работах началось с конца 19 века в связи с развитием строительства железных дорог. В 1910 появились первые электрические экскаваторы, в 1912 - полноповоротные на гусеничном ходу с двигателями внутреннего сгорания, в 1916 - с дизельным двигателем, в 20-е гг. - первые полноповоротные экскаваторы средней мощности на рельсовом ходу для открытых горных работ.
Производство экскаваторов в России началось в 1901 на Путиловском (ныне Кировском) заводе. В CCCP выпуск экскаваторов возобновлён с 1931. С 1947 Уральский завод тяжёлого машиностроения (УЗТМ) впервые в мире начал производить карьерные экскаваторы с ковшами вместимостью 3-5 м3, в 1958 на этом заводе изготовлен шагающий экскаватор-драглайн с ковшом 25 м3 и стрелой 100 м.[1]
С 1958 на Донецком машиностроительном заводе им. Ленинского комсомола Украины (ДМЗ), а затем литейно-механическом заводе и на Новокраматорском машиностроительном заводе имени В. И. Ленина (НКМЗ) началось производство карьерных роторных экскаваторов. В 1967 НКМЗ освоил выпуск мощных роторных экскаваторов производительностью 3000 м3/ч, а в 1973 - 5000 м3/ч. В 1965 на НКМЗ изготовлен экскаватор-лопата с ковшом 35 м3 для крепких грунтов. В 70-е гг. налажено производство добычных роторных экскаваторов с повышенными усилиями копания ЭР-1250Д, ЭРП-2500, ЭРШРД-5000, которые нашли наиболее широкое применение на угольных разрезах страны. В 80-е гг. создан ряд новых моделей роторных экскаваторов высокого технического уровня: ЭРГВ-630, ЭРП-3150, ЭРП-5250.
2 Устройство и принцип работы вскрышных экскаваторовЭкскаватор работает следующим образом. Экскаватор посредством ротора захватывает грунт ковшами, а при дальнейшем вращении грунт при помощи направляющих щитков высыпается на ленту конвейера, при этом благодаря передаче крутящего момента на ведущий барабан он увлекается лентой вместе с лежащим на верхней ветви ленты грунтом и под действием сил инерции отрывается от поверхности ленты в месте ее перегиба на ведущем барабане и продолжает перемещаться в свободном падении к месту его отсыпки.
Необходимое усилие прижатия ленты к поверхности  ведущего барабана создается натяжным устройством, при этом отсутствие поддерживающих роликов на нижней нерабочей ветви уменьшает количество потребляемой энергии на величину, необходимую для их привода, устраняет залипаемость роликов (в силу их отсутствия), создает эффект саморегулирования натяжения ленты за счет ее провисания и стимулирует очистку как внутренней, так и внешней поверхностей ленты в результате ее постоянных вибрационных колебаний от неуравновешенных сил инерции, неравномерной подачи материала на ленту и ее внутренних упругих колебаний.
При интенсивном поступлении грунта направляющие щитки формируют грунтовой поток со смещением его к центру ленты. Мелкие частицы грунта, которые проникают в зазор между лентой и направляющим щитком, падают на оградительный щиток и скользят по нему под действием сил инерции и сил тяжести за пределы габаритов нижней ленты. Увеличенные размеры твердых частиц грунта в зазоре не зажимаются и не дробятся, т.к. при этом консольная часть ленты легко изгибается и пропускает их. 
Вскрышные экскаваторы предназначены для выемки и транспортирования вскрышных пород. Отличие их от карьерных состоит в значительно больших размерах рабочего оборудования. Это достигается за счет применения ковшей большой емкости (15 и 35 м3). Привод вскрышных экскаваторов электрический многодвигательный. Заводами выпускаются вскрышные экскаваторы ЭВГ-4И, ЭВГ-15; ЭВГ-35. На предприятиях, кроме того, работают ранее выпускавшиеся экскаваторы ЭВГ-4 и ЭВГ-6. На рисунке 1 показан мощный вскрышной экскаватор ЭВГ-35/65 с ковшом емкостью 35 м3 и стрелой длиной 65 м.
Рисунок 1 - Вскрышной экскаватор ЭВГ-35/65
В связи с постоянным увеличением объема вскрышных работ разработаны и намечаются к выпуску вскрышные экскаваторы большой производительности - ЭВГ-80 с ковшом емкостью 80 м3 и ЭВГ-100 с ковшом емкостью 100 м3 и стрелой длиной 100 м. Вскрышные экскаваторы изготовляются на четырех, шести и восьми гусеницах с рабочим оборудованием прямой лопаты емкостью ковша 4, 6, 8, 15, 35, 50 м3 и более. Стрела и рукоять делаются удлиненными, обеспечивающими наибольший радиус копания - 22, 31, 35, 40, 70 м и более (соответственно емкости ковша). Привод рабочих механизмов - многомоторный электрический; управление - электрогидропневматическое или электропневматическое. Главным параметром одноковшового экскаватора является вместимость ковша, которая совместно с продолжительностью рабочего цикла определяет производительность экскаватора.
Рабочее оборудование экскаватора включает стрелу, рукоять и ковш со сплошной режущей кромкой в верхней части его лобовой стенки или оснащенной зубьями, канатных экскаваторов стрела своей нижней частью (пятой) соединена цилиндрическим шарниром с поворотной платформой в ее передней части, а верхней головной частью она подвешена канатом стрелоподъёмной лебедки к двуногой стойке. С помощью этой лебедки изменяют угол наклона стрелы к плоскости опорной поверхности экскаватора в интервале 45-60. Рукоять с закрепленным на ней ковшом опирается на стрелу через устройство, называемое седловатым подшипником и позволяющее ей изменять свой вылет, а также поворачиваться относительно стрелы в одной с ней плоскости. Рукояти бывают однобалочными при двухбалочной стреле и двух-балочными при однобалочной стреле. Ковш представляет собой прямоугольную в плане емкость, слегка расширяющуюся книзу, с открывающимся днищем, которое фиксируют в закрытом положении подпружиненным засовом, установленным внизу лобовой стенки ковша. Задней частью через проушины ковш крепят к рукояти, а его наклон к последней регулируют тягами, переставляя их из среднего положения в отверстия на рукояти ближе к ковшу при работе в плотных грунтах или дальше от ковша при работе в легких грунтах и в низких забоях, соответственно уменьшая или увеличивая угол резания. Через уравнительный блок, установленный на задней стенке ковша или на коромысле, ковш подвешивают к полиспасту подъемной лебедки.
Изложенное позволяет сформулировать следующие требования к механизмам экскаватора. Механизм подъем, а ковша должен обеспечивать подъем ковша, удерживать его в фиксированном положении, а также обеспечивать гравитационное опускание ковша. С этой целью для одномоторных экскаваторов его выполняют в виде нереверсивной, а для многомоторных экскаваторов в виде реверсивной лебедок, оборудованных тормозами.
Механизм напора должен обеспечивать перемещение рукояти в прямом (на забой) и возвратном (от забоя) направлениях, а также ее фиксирование на определенном вылете при временном отключении напора в процессе копания грунта и для удержания рукояти от произвольного опускания во время транспортной операции. Этот механизм выполняют в двух вариантах: при однобалочной рукояти, в виде реверсивной лебедки, при двухбалочной рукояти, в виде реверсивной зубчато-реечной передачи.
При врезании ковша в твердый грунт с поверхности земли, а также для выдвижения максимально подшитой к головным блокам рукояти с груженым ковшом, когда усилия в канате недостаточно для ее выдвижения, дополнительно используют крутящий момент, передаваемый напорному барабану цепной передачей.
На строительстве вскрышные экскаваторы используются для выполнения земляных работ при возведении крупных гидротехнических сооружений.
3 Классификация, типажи и параметрические ряды экскаваторовЭкскаваторы классифицируют по следующим признакам: конструкции рабочего органа - одно- и многоковшовые, фрезерные; принципу действия - цикличного и непрерывного.
Важнейшим видом рабочих органов экскаваторов является ковш, конструкция которого обеспечивает разработку горных пород, различающихся как по прочности, так и по размерам кусков разрыхленной горной массы. Одноковшовые экскаваторы, отличающиеся простым конструктивным исполнением, характеризуются относительно малой производительностью ввиду цикличности работы.[7]
Рабочий цикл одноковшового экскаватора складывается из последовательных операций: наполнения ковша (черпания), перемещения его к месту разгрузки (транспортирования), разгрузки и перемещения порожнего ковша к месту черпания для воспроизведения нового цикла. В отличие от них многоковшовые экскаваторы, у которых все элементы рабочего цикла осуществляются одновременно (совмещено), являются машинами непрерывного действия.
К машинам непрерывного действия относят и экскаваторы, оборудованные фрезерным рабочим органом, применяющимся при разработке прочных (коэффициент крепости f<15) и однородных по структуре пород.
По назначению и роду выполняемой работы экскаваторы подразделяются на следующие типажи: вскрышные; карьерные; карьерно-строительные.
Вскрышные экскаваторы предназначены для разработки покрывающих месторождение полезного ископаемого пород и перемещения их в отвал. Они отличаются увеличенными линейными размерами рабочего оборудования по сравнению с другими типами экскаваторов. Применяют следующие типы вскрышных экскаваторов: шагающие типа ЭШ (рисунок 2), роторные типа ЭР (рисунок 3), цепные (рисунок 4), а также вскрышные лопаты типа ЭВГ (экскаватор вскрышной гусеничный) – (рисунок 5).
Рисунок 2 – Общий вид экскаватора ЭШ-15.90А
1-опорная база; 2-поворотная платформа с надстройкой и механизмами; 3-рабочее оборудование;4-механизм шаганияШагающие экскаваторы имеют гибкую связь ковша с приводом (dragline), что позволяет путем снижения нагруженности стрелы увеличить вылет ковша до 80-100 м. Кроме того, использование шагающего хода, отличающегося простотой конструкции при относительно большой опорной поверхности, обеспечивает возможность применения шагающих экскаваторов при разработке пород с малой несущей способностью.
Шагающие экскаваторы характеризуются малой массой, возможностью как нижнего, так и верхнего черпания, лучшей проходимостью и маневренностью. Они отличаются большой универсальностью, обеспечивающей их широкое использование в сложных горно-геологических условиях и при разработке как слабых, так и полускальных (предварительно разрыхленных) пород.
Роторный экскаватор представляет собой самоходный агрегат непрерывного действия, экскавирующий породу ковшами, установленными на роторном колесе (роторе), и оборудованный транспортирующими устройствами.
Рисунок 3 – Конструктивная схема роторного экскаватора с выдвижной стрелой ЭРГ-1600-40/10.31 (НКМЗ):
1-ротор; 2-выдвижная стрела; 3-подвеска стрелы; 4-пилон; 5-надстройка; 6-стрела противовеса; 7-выдвижная тележка; 8-лебедка подъема стрелы; 9-отвальный консоль; 10-гусеничная тележка; 11-поворотная платформа; 12-конвейер роторной стрелы; 13-конвейер стрелы противовеса; 14-перегрузочный конвейер; 15-отвальный конвейер; ωρ-угловая скорость ротора; ω90- угловая скорость платформы
Вскрышные роторные экскаваторы типа ЭР в определенных горно-геологических условиях (однородные нескальные горные породы осадочного происхождения, без применения буровзрывных работ перед экскавацией) являются наиболее эффективными выемочно-погрузочными машинами по ряду показателей: производительности, энергозатратам и др.
Цепной экскаватор оборудуется установленной на ковшовой раме бесконечной цепью с ковшами, размеры которой соответствуют размеру отрабатываемого забоя. Двигаясь по забою, ковши зачерпывают горную породу и транспортируют ее к приемному желобу перегрузочного устройства.
Рисунок 4 – Конструктивная схема многоковшовного цепного экскаватора с гусеничным ходовым оборудованием:
1-ковш; 2-ковшовая рама; 3-приводная звездочка; 4-приемный желоб; -γρ скорость рабочая
Цепные экскаваторы отличаются возможностью работ как верхним, так и нижним черпанием, а также способностью отработки весьма тонких пластов; обеспечивается качественная планировка рабочего горизонта под любым углом залегания. Недостатком цепных экскаваторов является относительно большая масса ковшовой рамы и экскаватора в целом.[6]
Рисунок 5- общий вид экскаватора ЭВГ-15
Вскрышные лопаты оснащены рабочим оборудованием типа «прямая лопата» с жестким креплением ковша на выдвижной рукояти. Ввиду высокого расположения центра масс экскаватора требуется использовать систему горизонтирования поворотной платформы. Характеризуются вскрышные лопаты большой массой экскаватора при относительно (по сравнению с ЭШ) небольших размерах рабочей зоны.
Вскрышные экскаваторы типа ЭВГ не производятся в РФ ввиду относительно низкой эффективности их применения по сравнению с другими вскрышными экскаваторами.
Карьерные экскаваторы предназначены для ведения добычных работ и отличаются относительно небольшими линейными размерами оборудования при его повышенной прочности; характеризуются большими силовыми возможностями и малой продолжительностью рабочего цикла (до 25 с), что обеспечивает эффективность их применения при разработке полускальных и скальных пород.
В горно-добывающей промышленности используют следующие типы карьерных экскаваторов:
- механические лопаты (мехлопаты) типа ЭКГ (экскаватор карьерный гусеничный) — рисунок 6;
- гидравлические экскаваторы типа ЭГ с погрузочным рабочим оборудованием (рисунок 7) и типа ЭГО, оборудованный обратной лопатой (рисунок 8);
-роторные экскаваторы с повышенными силовыми характеристиками типа ЭРП (рисунок 9).
Рисунок 6- Общий вид экскаватора ЭКГ-4,6А:
1-ковш; 2-рукоять; 3-стрела; 4-напорный механизм; 5-двуногая стойка; 6-механизм открывания днища
Рисунок 7 – общий вид экскаватора ЭГ-10
Рисунок 8-Гидравлический экскаватор с рабочим оборудованием 2обратная лопата». Траектории при изменении длины рукояти 2-4,2 м
Мехлопаты типа ЭКГ характеризуются способностью работать в разнообразных условиях, в том числе в особо тяжелых (при большом выходе негабаритных кусков размером до 1,5 м и более). Они оборудованы прямой лопатой, что обеспечивает возможность реализации больших сил на зубьях ковша (до 25 % веса экскаватора) при верхнем черпании.
Основным недостатком мехлопат является низкий КПД ввиду больших затрат энергии на подъем груженого ковша и рукояти при черпании. Применение экскаваторов с гидроприводом в условиях открытых горных работ обусловлено рядом технических и технологических преимуществ этих машин по сравнению с мехлопатами.
Первоначально главным преимуществом гидропривода в экскаваторостроении считали более простую и надежную передачу мощности к рабочему оборудованию (РО) с помощью гидроцилиндров, а к приводу поворота и хода - компактными гидродвигателями. При этом упрощается конструкция экскаватора благодаря исключению передаточных устройств (редукторов, лебедок, канатно-блочных устройств и т.д.), а также обеспечивается возможность реализации всей установленной мощности привода в каждом из рабочих механизмов, повышаются интенсивность рабочих движений и производительность экскаватора в целом.
Кроме того, изменение конструктивной схемы РО путем последовательного соединения элементов (стрелы, рукояти и ковша), образующих совместно с гидроцилиндрами главные рабочие механизмы (механизмы поворота стрелы, рукояти и ковша), обеспечило повышение технологических возможностей экскаватора ввиду высокой кинематической подвижности РО и, соответственно, высокой эффективности управления рабочим органом - ковшом. В этом случае можно реализовать разнообразные траектории движения ковша и вершины режущей кромки - с постоянным углом резания, по границе массив - развал породы и т.д. Также может производиться селективная разработка сложноструктурных месторождений полезных ископаемых, например отработка забоя сверху вниз наклонными по напластованию слоями.
Кроме того, гидравлическим экскаватором можно разрабатывать забой большей высоты (при равных с мехлопатой размерах рабочих зон) вследствие врезки ковша в средней части забоя (при условии высокого качества подготовки горной массы).
Использование в гидравлических карьерных экскаваторах погрузочного рабочего оборудования позволило выявить значительно более важное преимущество - возможность реализации больших сил на зубьях ковша при горизонтальной (пологой) траектории движения вершины режущей кромки во время внедрения ковша в развал горной породы. Силы на зубьях ковша сопоставимы с весом экскаватора и ограничиваются сцепным весом. При этом существенно возрастает вместимость ковша (в 2-3 раза) и, соответственно, производительность экскаватора при одинаковых массах гидравлического экскаватора и мехлопаты.
Гидравлические экскаваторы типа ЭГО характеризуются относительно большими размерами рабочей зоны; обеспечивают высокую эффективность селективной выемки маломощных крутопадающих пластов.
Широкое распространение получили технологические схемы совместной работы гидравлических экскаваторов с прямой и обратной лопатами. Данная схема обеспечивает значительное увеличение спаренного забоя и, в конечном счете, позволяет существенно повысить технико-экономические показатели благодаря сокращению количества транспортных горизонтов и снижению объема горных работ.
Роторные экскаваторы типа ЭРП благодаря оригинальной конструкции цельнометаллического ротора и укороченной стреле реализуют повышенные силы копания, их применяют в системах поточной безвзрывной разработки полускальных пород.
Рисунок 9-Роторный экскаватор ЭРП-1600-20/2ц
Карьерно-строительные экскаваторы отличаются использованием различного сменного рабочего оборудования (прямой и обратной лопат, грейфера, крана и т.д.), малой массой и высокой маневренностью.
Параметрические ряды экскаваторов предусматривают получение необходимых градаций параметров при сохранении конструктивного и геометрического подобия.
Параметрические ряды одноковшовых экскаваторов составлены по главному параметру - вместимости ковша Е, м3. Так, параметрический ряд мехлопат в соответствии с рядом предпочтительных чисел R5 предусматривает следующие модели: 3,2; 5; 8; 12,5 и 20 м3.
Параметрические ряды многоковшовых экскаваторов назначают по теоретической производительности 0Т, м3/ч. Для роторных экскаваторов типа ЭР параметрический ряд включает в себя следующие модели: 630, 1250, 2500, 5000 и 10000 м3/ч.
В целом типы экскаваторов определяются технологическими схемами работ и отличаются большим числом конструктивных схем, моделей и модификаций. В таблице 1 представлены сравнительные характеристики основных моделей вскрышных экскаваторов
Таблица 1 - Сравнительные характеристики моделей вскрышных экскаваторов
Параметр Bucyrus Erie 950В Bucyrus Erie 1050В ЭВГ-35.65М Marion 5760 Marion 6360 Bucyrus Erie 1850-В BB Bucyrus Erie 3850-В BH
Вместимость стандартного ковша, м3 24,5 30,5 35 45,6 137 69 88
Вместимость ковша для легких пород, м3 – 34,5 50 53,5 153 – 107
Эксплуатационная масса, т1130 1150 3850 2630 12700 4990 9070
Высота выгрузки, м25,5 34,5 45 30,7 39,5 30,5 45,7
Высота копания, м33,5 31,2 50 38,8 51 38 51
Радиус копания, м43,1 40 65 44 64 45,7 –
Максимальное усилие на блоке ковша, тс 120 150 210 250 770 – 490
Средняя скорость подъема ковша, м/с1 1,2 1,58 1,7 2,2 – 2,1
Полная мощность, кВт 900 – 3200 3700 15450 5152 4416
4 Техническая характеристика ЭВГ-35.65МРассмотрим характеристики одного из мощного вскрышного экскаватора более подробно, технические характеристики представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Техническая характеристика ЭВГ-35.65М
Угол наклона стрелы, град 45
Длина стрелы, м65
Скорость передвижения по горизонтальной площадке, км/ч 0,55
Среднее удельное давление на грунт, МПа 0,32
Преодолеваемый подъем, град 5
Теоретическая продолжительность рабочего цикла, с47
ЭВГ-35.65 № 1 был оснащен шарнирно-сочлененной стрелой, однобалочной рукоятью с канатным напором. Привод подъема осуществлялся от двух тихоходных электродвигателей мощностью по 1150 кВт с одной зубчатой передачей. Реализуемое подъемное усилие – 2100 кН. Эксплуатационная масса машины была 2600 т. Ковш для тяжелых (скальных) пород вмещал 35 м3, для легких грунтов – 50 м3. Продолжительность цикла – 50 с. ЭВГ-35.65 № 1 демонтировали в 1993 г.
Изучив опыт работы экскаватора, НКМЗ выпустил модернизированный ЭВГ-35.65М №2. Эксплуатационная масса экскаватора возросла до 3850 т, его оснастили коленчато-рычажным напором, что позволило создавать большие напорные усилия, чем у экскаватора №1. Кроме того, при нахождении напорной оси на стреле, как это было сделано на ЭВГ-35.65 № 1, в рукояти создавались значительные изгибающие нагрузки в поперечной плоскости, особенно при ее втягивании, так как значительный отрезок рукояти оказывался в роли консольной балки при большой собственной массе и больших линейных размерах. Модернизированный экскаватор был лишен этих недостатков. Нижняя рама опиралась на четыре двухгусеничные тележки с индивидуальным приводом. Выравнивание машины на неровной земной поверхности осуществлялось с помощью четырех опорных гидроцилиндров-стоек. Процесс выравнивания запускался автоматически при отклонении плоскости нижней рамы больше чем 0,5º от горизонтали.
Рисунок10 - ЭВГ-35.65М № 2
ЭВГ-35.65М №3 запущен в работу в конце 1980-х на разрезе Сафроновский, этому событию предшествовал затянувшийся на многие годы монтаж. Машина поначалу показала неплохие эксплуатационные показатели, но затем начались проблемы, предприятие вошло в эпоху 1990-х. Уровень добычи угля снизился, машина уже не вписывалась в реалии трудного времени. В 2004 г. экскаватор списали. Одной из причин списания экскаватора, обладавшего невыработанным ресурсом, стали трудности и дороговизна ремонта, связанные с уникальностью машины и отсутствием резервного фонда запасных частей. Любой отказ мог привести к длительному простою и приостановке работ на целом направлении. Другая причина – это увеличение толщи покрывающих пород, с которой ЭВГ уже не справлялся, имело место подваливание самой машины.
Рисунок 11-ЭВГ-35.65 №3
Экскаватор был запущен в работу в тот момент, когда на разрезе уже отпала необходимость в подобных машинах. Его запуск явно запоздал и вряд ли был оправданным.
Зато в Эстонии обе машины работали много, суммарный объем перелопаченной горной массы составил свыше 200 млн. м3.
На какое предприятие планировали поставить ЭВГ-100, сегодня сказать трудно. Может быть, на тот же «Эстонский сланец». Радиус действия экскаватора планировался в 70 м, вместимость базового ковша – 100 м3, для легких грунтов – 150 м3. Эксплуатационная масса – 12 тыс. т, подъемное усилие – 550 тс, суммарная мощность привода подъема – 4800 кВт.[8]
В США выпуск вскрышных лопат прекратился в конце 1960-х. Уход горных работ на глубину, рост мощности слоя покрывающих пород требовал применения машин с большими линейными параметрами, обеспечивающими необходимые радиус и высоту черпания и выгрузки. Однако дальнейшее увеличение размеров механической лопаты характеризуется опережающим увеличением ее массы, что ограниченно прочностью материала, составляющего конструкции самого экскаватора, а также несущей способностью грунтов. В создавшейся ситуации механические лопаты были вытеснены мощными драглайнами, имеющими значительно больший потенциал в увеличении рабочих радиусов.
Для работы в карьерах широко применяют мощные шагающие драглайны, которые используют как на погрузке взорванной породы, так и на вскрышных работах. Карьерные и вскрышные экскаваторы, а также шагающие драглайны относятся к горным машинам. Однако их широко используют на строительстве крупных земляных сооружений, например, плотин, дамб, водохранилищ, каналов и т. п.
Одноковшовые экскаваторы различают по исполнению рабочего оборудования, элементы которого могут быть соединены между собой и с базой машины шарнирами и канатами или могут иметь жесткие шарнирные сочленения. Последние присуши гидравлическим экскаваторам. Жесткое сочленение позволяет более полно использовать массу экскаватора для реализации больших усилий на зубьях ковша, благодаря чему представляется возможным разрабатывать грунты с повышенными площадями поперечных сечений срезов, что существенно повышает производительность этих машин.
Гидравлический привод одноковшовых экскаваторов обеспечивает рабочему оборудованию большую маневренность, позволяет выбирать более рациональные рабочие движения. Благодаря существенным преимуществам перед канатными машинами гидравлические экскаваторы в общем объеме производства одноковшовых экскаваторов в нашей стране составляют более 80%. В отдельную группу по рассматриваемому признаку выделяют экскаваторы с телескопическим оборудованием, применяемым в конструкциям экскаваторов-планировщиков, с помощью которых выполняют планировочные, зачистные и обычные экскаваторные работы.[11]
Одноковшовые экскаваторы изготовляют как самоходные машины, способные передвигаться в пределах строительной площадки, а также при смене строительного объекта. Для передвижения по грунтам с пониженной несущей способностью применяют гусеничные ходовые устройства с увеличенной опорной поверхностью. При частой смене строительных объектов для придания экскаваторам большей мобильности их оборудуют пневмоколесными ходовыми устройствами, используя для этого также автомобильную или тракторную базу, или специальные шасси автомобильного типа. Карьерные и вскрышные экскаваторы оборудуют, как правило, гусеничными ходовыми устройствами, а мощные драглайны -шагающим ходом с развитой поверхностью опорной рамы, что позволяет снизить удельное давление машины на грунт до допустимых значений.
По возможности вращения поворотной части различают полноповоротные (с неограниченными угловыми перемещениями) и неполноповоротные (с ограниченными угловыми перемешенными) экскаваторы. Неполноповоротными изготовляют лишь экскаваторы на базе пневмоколесных тракторов, все остальные одноковшовые экскаваторы изготовляют полноворотными.[9]
Карьерные вскрышные экскаваторы, а также шагающие драглайны оборудуют многомоторным электроприводом постоянного тока с питанием от сети высокого напряжения.
5 Мощные вскрышные экскаваторы в наши дниСейчас экскаватор – самый распространенный, самый продаваемый и самый окупаемый вид спецтехники. По способу работы и своему основному применению экскаваторы можно разделить на две большие группы. Первая - это предназначенные для погрузки земли и породы, гидравлические экскаваторы, и вторая группа - карьерные экскаваторы, которые более мощные и могут не только отгружать, но и добывать породу самостоятельно. Представим сначала первую группу, и узнаем, какой самый большой гидравлический экскаватор.
Komatsu PC8000
Рисунок 12 - Komatsu PC8000
Этoго гигaнта, собиpаемого на знаменитой японской фирме, использyют в горнодобывающей промышленности, а также в металлургии. Его вес 722 тонны, а мощность чуть более 4 тысяч лошадиныx сил. Специализированные механизмы и мощность машины позволяют производить отгрузку и разработку большого объема различных грузов, а главной его особенностью является хорошая маневренность и устойчивость. Производители уделили большое внимание безопасности оператора, поэтому кабина имеет дополнительное усиление.
Demag H740 OS
Рисунок 13 - Demag H740 OS
Меxaнизм, вес кoтоpого 744 тонны, был специально спроектирован и собран для работы на песчаных карьерах Канады. Объем ковша составляет 40 кyбических метров, а мощность его двух дизельных двигателей почти 4 тысячи лошадиных сил. Его ввели в эксплуатацию в 1999 году, и сегодня большой гидравлический экскаватор востребован и выполняет большой объем работ. Основное орудие его работы это широкая лопата, которая установлена в передней части машины.
Liebherr R9800
Рисунок14 - Liebherr R9800
Бoльшой погpyзчик модели R9800 сошел с конвейерa швейцарской фирмы, и предназначен для работы в карьераx для погрузки в транспортные средства полезных ископаемых. Емкость ковша и мощность позволяют производить большой объем работы за короткий период времени, и главное, что может работать без остановок и дозаправки до 3 суток. На экскаваторе установлена мощная гидравлическая система. Передвигается по месту работы и по шоссе самостоятельно, при помощи гусеничного шасси.
Hitachi EX8000-6
Рисунок15 - Hitachi EX8000-6
Этa сoвpеменная модель японскиx экскаваторов по многим показателям, а главное по производительности во много превосходит предыдyщие модели этой линии. К примеру, своего предшественника Hitachi ex5500 6. Общая масса этого японского гиганта 811 тонн, но даже при такой массе достаточно и крупных габаритах, машина очень маневренная. Ковш EX800-6 за раз может поднять объем груза общим весом в 75 тонн. В принципе, может выполнять любые задачи и работать в любых климатических зонах и горнодобывающих условиях.
Terex RH400
Рисунок16 - Terex RH400
Лидеpoм по рaзмерам и производительности среди крyпнейшиx гидравлических экскаваторов Американская компания «Terex» создавала эту модель для выполнения сложных работ в глубоких карьерах. За всю историю развития землеройных и горнодобывающих механизмов, еще не было машины с грузоподъемностью ковша в 100 тонн. Также он рекордсмен по добыче горных пород за час, почти 10 тысяч тонн. Заказчики не пожалели свои деньги, которые вложили в приобретение такой мощной техники, ведь стоит RH400 почти 14 миллионов евро.
Карьерные экскаваторы. А теперь представим самые большие карьерные экскаваторы в мире, которые представлены как гусеничными, так и шагающими машинами. В 60-е годы конструкторы и инженеры начали разработку принципиально нового экскаватора, который имел совершенно особую систему передвижения, и ставился не на гусеничные шасси, а на гидравлические платформы. Результатом их работы стало создание ситуации большого шагающего экскаватора.[10]  
Big Muskie
Рисунок 17 - Big Muskie
Рисунок 18 - Big Muskie
И пеpвый в этoм списке сaмый крyпный шагающий экскаватор от «Bucyrus-Erie» (США) с красивым названием «Big Muskie». Экскаваторы этого класса широко применяются в карьераx на большой глубине, куда сложно спустится механизмам на гусеницах. Работая, «Биг потреблял энергии, которая способна обеспечить электричеством 30 тысяч домов. Проработав 30 лет, был списан, но сделал большой прорыв в развитии горнодобывающей промышленности. Так что в истории Величавый Muskie самый большой и мощный в своем классе шагающих экскаваторов.  
ЭШ 100/100
Рисунок 19 - ЭШ 100/100
В этoм pядy стоит упомянуть и сaмый большой советский шагающий экскаватор, который сошел с конвейера «Уралмаша» в 1976 году. На тот момент это был большой прорыв в сознании подобной теxники в СССР. За счет объема ковша 100 кубометров значительно увеличилась производительность добычи угля. Был он и достаточно рослым, ведь стрела его была равна 100 метрам, и позволяла добираться в труднодоступные участки. Проработав 15 лет, советский горнодобывающий агрегат был списан и утилизирован на металлолом.  
Marion 6360 «Captain»
Рисунок 20 - Marion 6360 «Captain»
Пpедстaвим в рядy самыx бoльших гусеничных экскаваторов и раритетный экземпляр, оставшийся лишь в памяти и на фотографиях. После аварии, когда в механизме случилась неполадка, которая вызвала возгорание, было принято решение снять машину с эксплуатации и утилизировать. Был построен в 1965 году, и был рассчитан для выполнения разнообразных работ. Высота стрел равнялась 67 метров, а весил Мэрион более 13 тысяч тонн.
Bagger 293
Рисунок 21- Bagger 293
В 70-е годы немецкие констpyкторы и инженеры приступили к созданию новой линии землеройных машин, которые могли бы работать и добывать уголь в сложных условиях глубоких карьеров с большим уклоном. В результате появилась модель «Bagget», а роторный Bagger 293 на сегодня самый большой экскаватор в мире. Bagger 293 может за сутки переработать и отгрузить 240 тыс. м³ горной массы. Только подумать, но этот гигант добывает угля и породы, для вывоза которых понадобится почти 4 тысячи КАМАЗов. Работает он в угольных разработках Германии, а уголь при помощи экскаватора отгружается на большие платформы для дальнейшей транспортировки.  
Р&Н 4100 ХРС
Рисунок 22- Р&Н 4100 ХРС
Пpишлo время представить самый мощный экскаватор в России, объем ковша которого равен 57м³. Произвели его в США, а используется при добыче угля на кузбасском угольном бассейне. Именно с его вводом в эксплуатацию удалось на много увеличить объемы добычи, и на сегодня экскаватор помогает ежегодно добывать до 15 млн. тонн угля. Всё в машине сделано для удобства операторов, ее обслуживающих. Механизмы обслуживают два человека, а в кабинах есть туалеты и место, где можно отдохнуть.[14]
Экскаваторы выполняют самые разнообразные работы в самых различных условиях.
Заключение

Как видим большие экскаваторы, в основном используются в карьерах добычи полезных ископаемых, и последующей их отгрузки для транспортировки. Технический прогресс не стоит на месте, и новые вызовы горнодобывающей промышленности в будущем могут подвигнуть конструкторов ведущих компаний мира на создание более крупных механизмов, и, безусловно, появятся настоящие шедевры технологии горной разработки.
Совершенствование существующих экскаваторов идёт по линии повышения их технического уровня, надёжности, удельного усилия копания и производительности. Создаются модификации лопат с удлинённым рабочим оборудованием. Наращивается выпуск гидравлических карьерных экскаваторов различных типоразмеров. Экскаваторы-драглайны с к?