Una excavadora de un solo cangilón es un tipo de excavadora , una máquina de movimiento de tierra cíclica para desarrollar (excavar), mover y cargar tierra . El cuerpo de trabajo es un cubo móvil de diferente volumen , fijado en la pluma, mango o cuerdas. El balde se carga moviéndose en relación con el suelo desarrollado. Al mismo tiempo, el cuerpo de la excavadora permanece inmóvil en relación con el suelo: los mecanismos de la excavadora crean la fuerza de tracción. Esto distingue a la excavadora de la mototraílla y del cargador frontal , donde la fuerza de tracción al cargar la cuchara se crea moviendo el cuerpo de la máquina.
La excavadora de un solo cangilón es el tipo más común de máquina de movimiento de tierras que se utiliza en la construcción y la minería. Por tipo de trabajo, se observan dos tipos principales de excavadoras en la dirección del diente del cucharón: una pala trasera o recta . Las excavadoras de pala frontal se utilizan únicamente en canteras para cargar masa rocosa en vagones de vagones volcadores o para cargar minerales u otras rocas en camiones volquete para minería . Una característica distintiva de una excavadora de este tipo es la apertura del fondo del cucharón.
En la URSS / Rusia , se utiliza el siguiente sistema de grupos de tamaño para excavadoras de un solo cangilón:
| Número de grupo de tamaño | Peso operativo, t | Potencia del motor principal, h.p. [nota 1] | Volumen del balde (geométrico), m³ [nota 2] [nota 3] | Clase de excavadora [nota 4] |
|---|---|---|---|---|
| 0 | menos de 3 | 10-40 | menos de 0.1 | Extra ligero |
| una | 5-6 | 30-50 | 0.15-0.4 | luz |
| 2 | 8-9 | 40-60 | 0,25-0,6 | luz |
| 3 | 10-12 | 50-80 | 0.3-1.0 | promedio |
| cuatro | 19-30 | 80-130 | 0,65-1,6 | promedio |
| 5 | 30-40 | 100-200 | 1.2-2.5 | pesado |
| 6 | 55-60 | 200-350 | 1.6-4 | pesado |
| 7 | 80-100 | 300-500 | 2.5-6.3 | especialmente pesado |
| ocho | 100-160 | 400-800 | 5-10 | especialmente pesado |
Las excavadoras de un solo cangilón se clasifican según el tipo de chasis, el tipo de accionamiento, el tipo de equipo de trabajo, la posibilidad de girar el equipo de trabajo en relación con la superficie de apoyo.
El equipo de trabajo, los accionamientos, la cabina del conductor y el motor están montados en una plataforma giratoria que, a su vez, está montada en el chasis por medio de una plataforma giratoria y puede girar en cualquier dirección en cualquier ángulo. Los sistemas hidráulicos y neumáticos del chasis y la plataforma giratoria de las excavadoras de rotación completa se conectan mediante un colector, lo que permite un número ilimitado de revoluciones completas en una dirección. En las excavadoras mecánicas, se utiliza un eje vertical para impulsar el mecanismo de movimiento, en el que los elementos del sistema de control están ubicados coaxialmente en forma de tracción mecánica o colector neumático. El equipo de control de las excavadoras eléctricas incluye cepillos y anillos colectores.
Semi-rotativoEl equipo de trabajo se fija al chasis por medio de una columna giratoria. En muchas máquinas de este tipo, la mesa giratoria está montada sobre rieles transversales, lo que permite moverla junto con el equipo de trabajo hacia la derecha y hacia la izquierda, seguido de una fijación rígida para una posición más conveniente del equipo de trabajo. La rotación del equipo de trabajo se realiza en un ángulo de 45-90 grados desde la posición inicial. El motor, los mecanismos, la cabina del conductor se colocan en un chasis fijo. Actualmente se fabrican excavadoras no rotativas montadas en tractores.
Excavadora montada en tractor " Bielorrusia "
Tractor excavadora de producción extranjera
Se utiliza un tractor como chasis base , la mayoría de las veces uno con ruedas. El equipo de excavadora no rotatorio se instala detrás (rara vez en el costado) del tractor, en un marco especial. Las más comunes son las excavadoras montadas en tractores de clase 1.4. El volumen característico del balde es de 0,2-0,5 m³ . Se utilizan para realizar pequeñas operaciones de excavación o carga, con mayor frecuencia durante la reparación de redes de ingeniería. El diseño del equipo de trabajo le permite reorganizar rápidamente el cucharón para trabajar con una pala delantera o trasera. La cuchara se puede reemplazar por una cuchara , una horquilla de carga o un gancho. El motor del tractor base se utiliza para el accionamiento. El accionamiento del equipo de trabajo es hidráulico. Debido a la velocidad relativamente alta, pueden llegar rápidamente al lugar de trabajo, ubicado a una distancia de 20 a 30 km de la base. Un tractor con equipo de excavadora montado también se puede utilizar para trabajos de transporte y excavadoras .
Sobre el chasis de un cocheExcavadora EOV-4421 sobre chasis KrAZ-255
Excavadora UDS sobre chasis Tatra-141
Se utiliza un camión como chasis base , la mayoría de las veces todoterreno. Tienen una alta velocidad de movimiento. Se utilizan en los casos en que se requiere una gran movilidad: en asuntos militares ( tropas de ingeniería, tropas de carretera ), en operaciones de rescate, en la construcción de carreteras y en la limpieza de canales. El equipo de trabajo es principalmente una retroexcavadora. Las excavadoras se fabrican con una pluma telescópica y una cuchara giratoria, lo que le permite cambiar rápidamente de una pala frontal a una pala trasera. Para la transmisión, se puede usar tanto el motor del vehículo base como un motor separado montado en una plataforma giratoria.
NeumáticoExcavadora de ruedas neumática moderna con accionamiento hidráulico
Excavadora neumática de ruedas de los años 50-60 con accionamiento por cable
Las excavadoras tienen su propio chasis especial, basado en ruedas con neumáticos . Con mayor frecuencia se realizan en rotación completa. Para aumentar la estabilidad y evitar resbalones al cargar la cuchara, cuentan con estabilizadores. Tienen velocidades de hasta 30 km/h. Puede ser remolcado por camiones a velocidades de hasta 40 km/h. La transitabilidad en suelos blandos es limitada. Se fabrican en una amplia gama de grupos de tamaño, desde microexcavadoras con un volumen de cuchara de 0,04 m³ hasta excavadoras de ruedas pesadas, con un volumen de cuchara de hasta 1,5 m³. Por las especificidades de los trabajos realizados: desarrollo de tajos, trincheras, trabajos de planificación - equipos de trabajo - principalmente una retroexcavadora. Se puede utilizar con cuchara, pinza de mordaza, martillo hidráulico para aflojar el suelo. Son ampliamente utilizados en la realización de diversos tipos de trabajos de construcción y reparación.
Las ruedas del chasis pueden accionarse tanto desde el motor del equipo de trabajo a través de transmisiones mecánicas o hidráulicas (motores hidráulicos) como desde un motor separado.
SeguimientoExcavadora de orugas New Holland de la década de 2000 con un peso de 22 toneladas.
Excavadora ensacadora DEMAG. Ejecución: pala recta. Una de las excavadoras hidráulicas más grandes de su clase
Las excavadoras tienen su propio chasis especial con propulsión de oruga. Realizado en rotación completa. Tienen una alta capacidad de campo a través y una baja presión específica sobre el suelo con una gran masa. Pueden trabajar en suelos débiles y encharcados, incluida la extracción de turba. Tienen una velocidad de desplazamiento de 2-15 km/h. Son transportados al lugar de trabajo por tractores en remolques especiales.
El rango de trabajo de los volúmenes de cuchara es muy amplio: desde miniexcavadoras con un volumen de cuchara de 0,04 m³ hasta excavadoras de cantera con un volumen de cuchara de 10 m³. También existen excavadoras sobre orugas para minería especialmente pesadas con un volumen de cuchara de 26 m³ fabricadas por DEMAG ( Alemania ).
Equipo de trabajo: pala frontal, retroexcavadora, dragalina . Se puede utilizar con garra, mordaza, martillo hidráulico para aflojar el suelo. Son ampliamente utilizados en la construcción y la minería. Varios modelos de excavadoras de orugas y de ruedas neumáticas tienen una plataforma giratoria y un equipo de trabajo unificados.
CaminantesLa plataforma giratoria con el equipo de la excavadora andante está instalada en la placa base. Las patas están conectadas a la plataforma giratoria, que se elevan durante el funcionamiento de la excavadora (no tocan el suelo). Al mover la excavadora, las patas descansan en el suelo. En este caso, la placa base se levanta del suelo. La excavadora se mueve un paso hacia adelante (en algunos modelos es posible el movimiento hacia atrás). Después de eso, las patas se elevan y vuelven a su posición original. Las excavadoras mineras grandes con un volumen de cucharón de 15 m³ - 40 m³ y un alcance de hasta 65 m - 150 m se fabrican en un recorrido móvil El equipo de trabajo es una dragalina. Las excavadoras móviles realizan trabajos de desmonte (limpieza de depósitos minerales de la roca estéril), así como extracción y traslado a vertedero (hasta 40 m de altura). No se puede realizar la carga de minerales mediante excavadoras móviles en vehículos.
FerrocarrilUna plataforma ferroviaria se utiliza como chasis de una excavadora. Se utilizan para trabajos de reparación en el ferrocarril. Tienen un volumen de cubo de hasta 4 m³. La plataforma giratoria y el equipo a menudo se unifican con las excavadoras sobre orugas.
FlotanteEl equipo de trabajo (dragadera o bivalva) se instala en un pontón . Se utilizan para operaciones de carga y descarga, extracción de arena, grava de embalses, dragado y dragado. De las grúas flotantes equipadas con cucharas, las excavadoras flotantes se diferencian por su altura más baja y su diseño de pluma simplificado.
Excavadoras de vapor : se utiliza una máquina de vapor como motor . Eran comunes a principios del siglo XX. No publicado actualmente. Las características de momento-velocidad de la máquina de vapor y el equipo de trabajo de la excavadora están bien coordinadas (la máquina de vapor puede desarrollar par incluso cuando el eje está bloqueado), lo que simplifica las transmisiones mecánicas. Se produjeron tanto excavadoras de una sola máquina como excavadoras de múltiples máquinas, y muchas palas rectas usaban un impulsor de presión de mango individual desde una máquina de presión montada directamente en la pluma de la pala.
Las excavadoras con motores de combustión interna son el tipo más común. La excavadora tiene su propio motor, la mayoría de las veces diesel. Esto asegura la autonomía. El rango de potencia de los motores instalados en las excavadoras modernas es muy amplio (ver grupos de tamaño).
Las características de par-velocidad del motor de combustión interna y el equipo de trabajo de la excavadora son inconsistentes. En particular, un motor de combustión interna no puede desarrollar par cuando el cigüeñal está bloqueado. Esto requiere el uso de engranajes coincidentes ( cajas de cambios , convertidores de par ) en excavadoras mecánicas. Para las excavadoras hidráulicas, la coordinación la proporcionan las transmisiones hidráulicas.
La mayoría de las excavadoras con motores de combustión interna son de un solo motor, pero en las máquinas de minería pesada se pueden usar esquemas de motores múltiples, la mayoría de las veces de dos motores, donde ambos motores están ubicados en una plataforma giratoria, o el segundo motor está ubicado en un chasis de oruga y se utiliza sólo para mover la máquina.
Excavadoras eléctricas : para impulsar los equipos de trabajo, se utilizan motores eléctricos que reciben energía de una red externa o de su propia unidad diesel-eléctrica. Para las excavadoras de minería se utiliza un accionamiento eléctrico alimentado por una red externa. Tales excavadoras son económicas y no contaminan la atmósfera de la cantera. En las excavadoras flotantes se utiliza un accionamiento eléctrico alimentado por su propia unidad diésel-eléctrica. Al igual que una máquina de vapor, un motor eléctrico desarrolla par cuando el ancla está bloqueada, por lo que una excavadora eléctrica no necesita transmisiones mecánicas complejas.
Las excavadoras eléctricas modernas, por regla general, son multimotores con un accionamiento individual de unidades, pero en el pasado las excavadoras eléctricas también se producían con un accionamiento mecánico grupal, por regla general, creado sobre la base de máquinas con motor de combustión interna por instalar un motor eléctrico en su lugar.
Las excavadoras que operan en un ambiente explosivo (en minas) no tienen un motor primario. Su equipo hidráulico se alimenta con fluido a alta presión desde una estación de aceite externa .
La fuerza de tracción a los cuerpos de trabajo se transmite por medio de cuerdas (o cadenas) accionadas por cabrestantes . El accionamiento de los cabrestantes se realiza desde el motor de la excavadora por medio de engranajes mecánicos (engranaje, cadena, fricción, tornillo sinfín).
La excavadora mecánica universal está equipada con un cabrestante de tres tambores. El tambor de la pluma del cabrestante se utiliza para impulsar (subir y bajar) la pluma. El tambor de elevación se usa para levantar el cucharón (o devolver el brazo cuando se retroexcava). El tambor de tracción se utiliza para tirar del cucharón hacia la excavadora (cuando se trabaja con una dragalina, una retroexcavadora). Cuando se trabaja con una pala recta, el tambor de tracción está conectado al mecanismo de presión del mango.
A veces hay un accionamiento mixto, principalmente en excavadoras móviles y excavadoras diésel pesadas, donde, junto con el accionamiento en grupo de los mecanismos principales, a menudo se utiliza un accionamiento eléctrico individual para girar la plataforma.
Grupo de control de accionamiento mecánico:
En varios momentos, se utilizaron los siguientes sistemas de control:
La transmisión mecánica por cable ha sido ampliamente utilizada en excavadoras en el pasado. En los modelos modernos, su uso se reduce por las siguientes razones:
Ventajas de la transmisión por cuerda:
El equipo de trabajo reemplazable de una excavadora accionada por cable, según el grupo de tamaño, incluye una grúa , una línea de arrastre , una garra , una placa de apisonamiento, un desgarrador de cuña, una mujer bola, una pala delantera y trasera, perforación , conducción de pilotes e instalaciones de prensado de pilotes . La mayoría de los equipos de trabajo intercambiables, a excepción principalmente de las excavadoras frontales y retroexcavadoras, se basan en equipos de pluma con pluma de armadura y se distinguen por el cableado del cable y el propio cuerpo de trabajo. Tal máquina se llama grúa excavadora.
Muchas excavadoras de grúa y palas de cable de un solo motor modernas tienen una transmisión hidráulica , lo que elimina la mayoría de las deficiencias de un grupo de transmisión mecánica.
Con cabrestante eléctrico individual (electromecánico)La fuerza de tracción a los cuerpos de trabajo se transmite por medio de cuerdas (o cadenas) accionadas por cabrestantes . El accionamiento de cada cabrestante y mecanismos auxiliares se realiza mediante un motor eléctrico individual. Este tipo de accionamiento se utiliza en excavadoras industriales y de minería pesada (incluido caminar).
Impulsado hidráulicamenteEn excavadoras con accionamiento hidráulico (excavadoras hidráulicas ), la fuerza sobre los elementos del equipo de trabajo es creada por cilindros hidráulicos y motores hidráulicos . El motor de la excavadora impulsa la bomba hidráulica, que crea la presión del fluido de trabajo en la línea de presión del sistema hidráulico. A través de un sistema de distribuidores hidráulicos , las cavidades de los cilindros hidráulicos (motores hidráulicos) se conectan a las líneas de trabajo o drenaje del sistema hidráulico , lo que asegura el movimiento de los equipos de trabajo. En la posición neutral (con las cavidades de los cilindros hidráulicos bloqueadas), la posición del equipo de trabajo es fija. Para transportar la excavadora con la ayuda de un remolcador, es posible transferir el cilindro hidráulico de la pluma y el motor hidráulico del mecanismo de giro al modo de transporte neutral (“flotante”).
Actualmente, se utilizan predominantemente excavadoras hidráulicas.
Equipo de trabajoEn la URSS, las excavadoras electromecánicas mineras ( 8 metros cúbicos ) fueron producidas principalmente por la planta UZTM de Ural . En algunas empresas de los países de la CEI, sirven hasta el día de hoy.
| Maquinaria de construcción y vial | |
|---|---|
| movimiento de tierras | |
| Elevación y montaje | |
| Para trabajar con hormigón |
|
| Para trabajos de pavimentación | |
| Auxiliar | |