Виды экскаваторов: классификация и назначение

Экскаватор — одна из самых универсальных машин на стройке и в карьере, но под этим словом скрывается десяток разных по устройству и назначению аппаратов. Прежде чем заказывать технику или читать характеристики в каталоге, полезно понимать, чем один вид экскаватора отличается от другого: по принципу работы, типу ходовой части, рабочему оборудованию и классу массы. Разобраться в этой классификации значит не переплатить за ненужные функции и не взять на объект машину, которая физически не справится с задачей. Подробнее о конструкции и принципе действия читайте в статье Что такое экскаватор и какие бывают.

По принципу работы: одноковшовые и многоковшовые экскаваторы

Все экскаваторы делятся на два больших класса по тому, как они разрабатывают грунт.

Одноковшовые экскаваторы работают циклами: ковш зачерпывает грунт, стрела поднимает его, поворотная платформа разворачивается к месту разгрузки, ковш высыпает породу, машина возвращается в забой. Один цикл занимает от 15 до 40 секунд в зависимости от массы машины и опыта оператора. Это самый распространенный вид техники, на нем строят котлованы, траншеи, фундаменты, ведут погрузочные работы. Подробный разбор этого вида смотрите в статье Одноковшовые экскаваторы: виды и рабочее оборудование.

Многоковшовые экскаваторы работают непрерывно: несколько ковшей закреплены на цепи или роторе и одновременно копают, поднимают и ссыпают грунт на конвейер. У такой машины нет пауз на подъем и разворот, поэтому она в 3-5 раз производительнее одноковшовой на однотипной работе — рытье траншей одинакового профиля, вскрышные работы в карьере, добыча угля. Обратная сторона: такие машины плохо приспособлены к точечным и разноплановым задачам, стоят дороже и требуют однородного грунта без крупных валунов.

Виды рабочего оборудования одноковшового экскаватора: обратная и прямая лопата, грейфер, драглайн

Одноковшовый экскаватор становится универсальным именно за счет сменного рабочего оборудования: на одну и ту же базовую машину можно поставить разные насадки под конкретную задачу.

Обратная лопата — самый распространенный вариант. Ковш зубьями обращен к машине и режет грунт движением на себя и вверх. Такая схема удобна для рытья траншей и котлованов ниже уровня стоянки экскаватора: копать можно на глубину до 6-7 метров у стандартных моделей.

Прямая лопата, наоборот, копает выше уровня стоянки — ковш толкается вперед и вверх, как у карьерных экскаваторов при погрузке горной массы в самосвалы. Раньше этот тип оборудования был основным, сейчас он в основном встречается на тяжелых карьерных машинах.

Грейфер — ковш из двух-четырех челюстей, который смыкается как клешня. Им удобно рыть узкие и глубокие колодцы, разгружать сыпучие материалы навалом, поднимать грунт со дна котлована или водоема, куда не добраться обычным ковшом.

Драглайн — ковш без жесткого крепления к стреле, подвешенный на тросах. Оператор забрасывает его вперед, ковш падает на грунт и подтягивается к машине, зачерпывая породу по пути. Драглайном разрабатывают грунт на расстоянии, до которого не дотягивается стрела с жестко закрепленным ковшом, поэтому его применяют при добыче полезных ископаемых открытым способом и обустройстве больших каналов.

Кроме перечисленного, к сменному оборудованию относят гидромолоты для разрушения асфальта и скальных пород, буры для установки свай и планировочные ковши без зубьев для выравнивания откосов.

По типу ходовой части: гусеничные, колесные и другие экскаваторы

Ходовая часть определяет, где машина может работать и как быстро она передвигается между объектами.

Гусеничные экскаваторы опираются на грунт большой площадью гусениц, поэтому удельное давление на почву низкое, от 0,3 до 0,9 кг/см². Это дает устойчивость на слабых, заболоченных и неровных грунтах, а также на склонах. Минус в скорости: своим ходом такая машина едет не быстрее 3-5 км/ч, поэтому на дальние расстояния ее возят на трале.

Колесные экскаваторы передвигаются по дорогам общего пользования своим ходом со скоростью до 30-40 км/ч, им не нужен низкорамный трал для каждого переезда. Взамен они хуже держатся на рыхлом и вязком грунте и требуют более ровной, подготовленной площадки для устойчивой работы с полной нагрузкой.

Подробное сравнение этих двух видов по проходимости, устойчивости и стоимости эксплуатации читайте в статье Гусеничные и колесные экскаваторы: отличия и виды.

Реже встречаются рельсовые экскаваторы (передвигаются по колее, чаще всего на карьерах и при укладке путей) и шагающие — о них дальше, в разделе про специальные виды.

Полноповоротные и неполноповоротные экскаваторы

По углу поворота платформы экскаваторы делятся на два вида.

Полноповоротные машины разворачивают верхнюю часть на 360 градусов без ограничений — таких большинство среди современных экскаваторов, от мини-моделей до карьерных гигантов. Такая конструкция удобна почти в любых условиях: не нужно подгонять положение всей машины, чтобы развернуть ковш к месту разгрузки.

Неполноповоротные экскаваторы поворачивают рабочее оборудование только в ограниченном секторе, обычно 180-270 градусов. Эту схему сегодня применяют в основном на экскаваторах-погрузчиках (тех самых машинах с ковшом спереди и ковшом-лопатой сзади) и на некоторых компактных моделях, где важнее простота конструкции и цена, а не маневренность стрелы.

Классы экскаваторов по массе: от мини до карьерных

Масса машины напрямую определяет глубину и объем копания, поэтому в каталогах технику обычно делят на классы именно по весу.

Мини-экскаваторы весят от 0,8 до 6 тонн. Их берут на частные участки, для прокладки коммуникаций в стесненных условиях, ремонта во дворах и на объектах, куда крупная техника просто не проедет. Ширина мини-экскаватора часто не превышает 1-1,3 метра, он проходит в стандартную калитку.

Экскаваторы малого и среднего класса весят от 6 до 20 тонн. Это самая массовая категория на гражданском строительстве: рытье котлованов под фундаменты, траншей под коммуникации, погрузочные работы.

Тяжелые экскаваторы весят от 20 до 50 тонн. Их используют на крупных промышленных и инфраструктурных объектах, при разработке плотных грунтов и скальных пород после взрывных работ.

Карьерные экскаваторы весят от 50 тонн и выше, отдельные модели превышают 800 тонн. Их ковш вмещает от 5 до 40 с лишним кубометров породы за один цикл, а работают они почти без остановок на добыче руды и угля.

Специальные виды: экскаваторы амфибии, шагающие и рельсовые

Помимо стандартных гусеничных и колесных машин, есть несколько узкоспециализированных видов ходовой части.

Экскаваторы-амфибии оснащены увеличенными полыми гусеницами или понтонами, которые создают положительную плавучесть. Такая машина может работать прямо в воде или на заболоченной, топкой местности, где обычная гусеничная техника просто утонет. Их используют при расчистке русел рек, дноуглубительных работах, обустройстве болотистых территорий под добычу торфа.

Шагающие экскаваторы (драглайны на шагающем ходу) передвигаются не гусеницами, а специальными опорными «лыжами» и гидравлическими или механическими «ногами»: машина приподнимается и переставляет опору вперед. Это огромные карьерные машины массой в сотни тонн, для которых обычная ходовая часть создавала бы слишком высокое давление на грунт.

Рельсовые экскаваторы двигаются по уложенным путям и применяются там, где нужно многократно проходить один и тот же маршрут с высокой точностью позиционирования, например при вскрышных работах на угольных разрезах.

Многоковшовые экскаваторы непрерывного действия: роторные и цепные

Внутри класса многоковшовых машин выделяют два основных конструктивных вида.

Роторные экскаваторы копают колесом с закрепленными по окружности ковшами, которое вращается и одновременно движется вперед. Грунт с ковшей ссыпается на конвейер внутри машины и транспортируется к месту разгрузки или в отвал. Это основная техника для вскрышных работ на угольных и сланцевых разрезах, ее производительность достигает нескольких тысяч кубометров породы в час.

Цепные экскаваторы несут ковши на замкнутой цепи, которая огибает раму рабочего органа наподобие гусеницы бензопилы. Такая схема хорошо подходит для рытья узких траншей заданного профиля — под кабель, трубопровод, дренаж. Цепными траншеекопателями прокладывают десятки и сотни метров траншеи за смену с постоянной глубиной и шириной.

Как выбрать вид экскаватора под конкретную задачу

Выбор вида экскаватора стоит начинать не с марки, а с трех вопросов: какой объем и характер грунта предстоит разрабатывать, насколько ограничена площадка по размеру и подъезду и сколько раз технику придется перевозить между объектами.

Для разовых земляных работ на небольшой площади подойдет гусеничный мини-экскаватор с обратной лопатой: он проходит в узкие проезды и не разбивает благоустройство. Для строительства с частыми переездами между объектами по асфальту логичнее взять колесную машину. Для точечной работы в стесненных условиях, углубления колодца, работы под водой или погрузки сыпучих материалов стоит присмотреться к сменному оборудованию — грейферу вместо обычного ковша. Для протяженных траншей одинакового профиля выгоднее многоковшовый цепной экскаватор, а не гонять одноковшовый по всей трассе циклами. Для карьерной добычи в промышленных масштабах выбор обычно стоит между мощной прямой лопатой и роторным экскаватором — тут все зависит от твердости породы и требуемой производительности.

Чаще всего на объекте работает одноковшовый экскаватор на гусеничном ходу с обратной лопатой. Эта комбинация закрывает больше всего задач в строительстве и благоустройстве, поэтому именно ее чаще всего предлагают в аренду.

Коротко о главном

По принципу работы экскаваторы делятся на одноковшовые (циклического действия) и многоковшовые (непрерывного действия).
Рабочее оборудование одноковшового экскаватора — обратная лопата, прямая лопата, грейфер, драглайн, каждое под свою задачу.
Ходовая часть бывает гусеничной (устойчивость и проходимость), колесной (скорость передвижения по дорогам), а также рельсовой и шагающей.
Большинство современных экскаваторов полноповоротные, неполноповоротная схема встречается в основном на экскаваторах-погрузчиках.
Классы по массе идут от мини (до 6 тонн) до карьерных гигантов массой от 50 тонн и выше.
Роторные и цепные экскаваторы непрерывного действия резко повышают производительность на однотипных, протяженных работах.
Выбор вида экскаватора определяется грунтом, условиями площадки и частотой переездов техники, а не только маркой производителя.

Часто задаваемые вопросы

Какие есть основные виды экскаваторов? По принципу работы экскаваторы делят на одноковшовые (циклического действия) и многоковшовые (непрерывного действия). По ходовой части — на гусеничные, колесные, рельсовые, шагающие и плавучие. По массе — на мини, стандартные и карьерные.

Чем одноковшовый экскаватор отличается от многоковшового? Одноковшовый выполняет операции по очереди: копает, поднимает ковш, разгружает и возвращается в забой. Многоковшовый копает и транспортирует грунт одновременно за счет цепи или ротора с несколькими ковшами, поэтому он производительнее на однотипных работах.

Какой вид экскаватора выбрать для работ на частном участке? Для рытья траншей и фундаментов на небольшой площади подходит мини-экскаватор массой до 6 тонн на гусеничном ходу — он маневренный и не разбивает грунт. Если технику нужно часто перегонять по дорогам, выбирают колесный экскаватор.

Что такое грейфер и драглайн у экскаватора? Это виды навесного оборудования одноковшового экскаватора. Грейфер работает как клешня и используется для рытья узких котлованов и подводных работ. Драглайн — ковш на тросах, подвешенный к стреле, им разрабатывают грунт на большом удалении от машины.

Чем гусеничный экскаватор отличается от колесного? Гусеничный устойчивее на мягком и неровном грунте, бездорожье и склонах, но передвигается медленно, и его перевозят на трале. Колесный быстрее едет по дорогам общего пользования своим ходом, но хуже держится на рыхлой и заболоченной почве.