Карьерные экскаваторы представляют собой гусеничную технику, предназначенную для выполнения для разработки и погрузки горной породы. Помимо этого карьерные экскаваторы занимаются вскрытием месторождений.
Современный карьерный экскаватор состоит из следующих узлов и агрегатов:
- рама с крепящимися на нее гусеницами или шагающим механизмом;
- стойка двуногая;
- нижняя рама;
- кузов;
- кабина оператора – машиниста;
- силовая установка;
- пневматические и гидравлические системы;
- поворотная платформа;
- ковш, закрепленный на стреле.
Классификация карьерных экскаваторов может происходить по нескольким признакам:
- по типу ходовой части: гусеницы, шагающий механизм;
- по типу привода рабочих агрегатов: гидравлический или пневматический, электрический, механический, гидромеханический;
- по типу силовой установки: дизельная, электрическая, одно- или многомоторная;
- по типу работы: непрерывного действия (роторные) или циклического действия (одноковшовые).
Гусеничные экскаваторы в зависимости от размеров могут быть двух, четырех и восьми гусеничными. Гусеницы крепятся к платформе. Гусеничные экскаваторы могут оборудоваться, как ковшом (прямым или обратным) так и роторным механизмом.
Шагающий экскаватор, это экскаватор фактически опирающийся рамой-платформой на грунт. При необходимости с помощью устройств похожих на «лыжи-башмаки», закрепленных на гидравлических опорах, он может передвинуться на один шаг вперед и снова опереться на раму-платформу. Количество шагов определяется необходимостью и дальностью расстояние, на которую перемещают карьерную машину. Обычно шагающий экскаваторы являются очень громоздкими механизмами, вес которых гусеничные механизмы просто не выдержат. Благодаря опоре на раму вес конструкции распределяется равномерно по большой площади опирания. Габариты ковшей и длина вылета стрелы у таких экскаваторов намного больше, чем у экскаваторов на гусеничном ходу. Хотя есть и исключения.
Самый большой карьерный экскаватор, когда-либо созданный человеком – это Bagger 293. Этот гигантский экскаватор был построен в 1995 году компанией из Лейпцига и передвигается он на гусеницах. Экскаватор является роторным, его длина 226 метров, а высота 96 метров. В настоящий момент эта машина эксплуатируется в Германии.
Самый большой шагающий карьерный экскаватор – это Big Muskie. Этот драглайн был создан американской компанией Bucyrus International в 1969 году. Длина гигантского механизма составила 128 метров, а высота 67,8 метров. Экскаватор работал на постоянном токе, получаемом от дизельного генератора. В 1999 году эксплуатация самого большого в мире шагающего экскаватора завершилась.
Экскаваторы по типу привода могут подразделяться на гидравлические, механические, гидромеханические, электрические.
У экскаваторов с механическим приводом, рабочие органы (стрела, ковш) приводятся в движение с помощью цепей или канатов. Механический канатный или цепной привод по надежности уступает моделям с гидравлическим приводом. Детали таких экскаваторов быстро изнашиваются и требуют замены.
В конструкциях экскаваторов с гидравлическим приводом, усилие на рабочие элементы прикладывается через гидроцилиндры или гидродвигатели. Гидравлический насос, приводимы в движение двигателем экскаватора, обеспечивает необходимы напор жидкости в гидравлической систему.
Самыми распространенными экскаваторами в условиях щебеночных карьеров являются гусеничные одноковшовые экскаваторы с гидравлическим приводом, оснащенные дизельными двигателями внутреннего сгорания. Объем ковшей таких экскаваторов от 8 куб.м. до 40 куб.м.
Самые известные и надежные марки карьерных экскаваторов: Caterpillar, Уралмаш, HITACHI, Komatsu. Все большую известность приобретают китайские карьерные экскаваторы BONNY. Оснащаются такие экскаваторы, в зависимости от задач, прямой или обратной лопатой.
Еще один тип экскаваторов, применяемых на карьерных работах – это драглайны. Основной принцип работы экскаватора-драглайна является способ наборы породы в ковш. Зацеп породы осуществляется за счет волочения ковша по поверхности. Драглайн оснащен тяговым и подъемным канатами. Один канат поднимает ковш, а другой подтягивает его к машине. Одним из минусов драглайна является трудность погрузки породы с помощью него в транспортные средства. Чаще всего драглайн помещает породу в отвал. Еще один недостаток – это требования к исходному материалу. Разрабатываемая поверхность должна быть достаточно мягкой и рыхлой, ведь , фактически, забор породы в ковш осуществляется за счет веса самого ковша. Производители наиболее популярных моделей грейферов: HITACHI, Komatsu, TEREX, Эксмаш.