Как работает экскаватор? Объяснение гидравлики, деталей и цикла копания

Понаблюдайте несколько минут за хорошо работающим экскаватором, и машина почти начнет дышать: выпустите стрелу, загрузите ковш, раскачайте, выгрузите, повторите. Для оборудования весом в несколько тонн эти движения выглядят удивительно изящно. Под стальной оболочкой экскаватор на самом деле представляет собой систему преобразования энергии: он берет энергию от двигателя, передает ее в масло под давлением и использует это масло для толкания, тяги и вращения с силами, с которыми не может сравниться никакая механическая связь. Вот простой взгляд на то, как работает экскаватор, от гидравлического насоса до зубьев ковша.

Основной принцип: сила жидкости вместо грубых мышц

В основе каждого экскаватора лежит простой закон физики: давление, приложенное к замкнутой жидкости, передается одинаково во всех направлениях. Гидравлические системы используют насос для создания давления масла, а затем направляют это масло в цилиндры и двигатели. Поскольку давление, действующее на большую поверхность поршня, создает огромную силу, скромный насос может управлять стрелой, поднимающей несколько тонн, поэтому кажется, что полностью загруженный ковш скручивается почти без усилий.

От двигателя к насосу: как передается мощность

Все начинается с источника питания. В большинстве машин дизельный двигатель приводит во вращение гидравлический насос; В электрических моделях вместо этого используется двигатель. Насос забирает масло из резервуара и проталкивает его через систему под высоким давлением, где оно достигает группы регулирующих клапанов. Эти клапаны действуют как инспекторы дорожного движения: ваши джойстики и педали подают им сигналы об открытии определенных каналов, направляя масло в тот цилиндр или двигатель, который в нем нуждается. Отпустите рычаг, клапан закроется, масло потечет обратно в резервуар, и движение прекратится.

Цилиндры копают; Двигатели вращаются

Два типа приводов преобразуют давление масла в движение. Гидравлические цилиндры создают прямолинейную силу: один поднимает стрелу, другой выдвигает рукоять, а третий сгибает ковш. Вместо этого гидравлические двигатели производят вращение. Поворотный двигатель поворачивает всю верхнюю конструкцию, а двигатели хода внутри рам гусениц приводят в движение звездочки, которые приводят в движение машину. Каждое движение, которое вы видите, является одним из этих приводов, реагирующих на давление масла.

Этот двигатель, насос, клапан и цепь привода — именно то, что приводит в действие наши собственные компактные машины, в том числе гидравлический дизельный мини-экскаватор, который мы создаем для строительных и сельскохозяйственных работ.

Гидравлический дизельный мини-экскаватор для строительных и сельскохозяйственных работ Этот компактный дизельный экскаватор использует усовершенствованную гидравлическую систему для стабильного и эффективного копания на узких участках и поддерживает навесное оборудование, такое как ковши, грейферы и гидромолоты, иллюстрируя, как на практике работает цепь двигатель-насос-клапан-привод. Посмотреть продукт →

Основные компоненты и что делает каждый из них

Поскольку каждый компонент предназначен для генерации, направления или использования гидравлической энергии, полезно рассматривать машину как группу узлов. В таблице ниже приведены основные детали, встречающиеся практически на любом экскаваторе.

Цикл копания, шаг за шагом

Знать детали — это одно; наблюдать, как они работают вместе, это другое. Квалифицированный оператор выполняет повторяющуюся последовательность, называемую циклом копания, которая преобразует гидравлическую мощность в производительную работу:

1. Расположите машину на устойчивой поверхности, часто с опущенным бульдозерным отвалом для большей устойчивости.
2. Выдвиньте стрелу и опустите ее, вытянув стрелу так, чтобы ковш достиг материала.
3. Копайте и скручивайте: цилиндр рукояти тянет ковш обратно сквозь почву, в то время как цилиндр ковша скручивает его внутрь, чтобы зачерпнуть полную нагрузку.
4. Поднимите загруженное ведро над землей, затем поверните дом в сторону места сброса.
5. Откройте ковш, чтобы выгрузить материал, поверните его назад и начните следующий проход.

Цикл за циклом настоящее мастерство оператора заключается в обеспечении плавности каждого движения и исключении ненужных затрат на перемещение. Резкие движения просто переливают давление через предохранительные клапаны, сжигая топливо без ускорения копания. Если вы новичок в управлении, наш Пошаговое руководство для начинающих по эксплуатации мини-экскаватора более подробно раскрывает каждое движение.

Качание, путешествие и ценность вращения на 360 градусов

Что отличает экскаватор от большинства других землеройных машин, так это вращение по полному кругу. Верхняя часть корпуса установлена ​​на большом поворотном подшипнике, представляющем собой гигантскую коронную шестерню, а вращает ее гидравлический поворотный двигатель с планетарным редуктором. Поскольку кабина, стрела и ковш могут вращаться на 360 градусов, машина копает в одном направлении и выгружает в другом, не перемещая гусеницы.

При вращении возникает один вопрос: противовесу за кабиной нужно где-то качаться. Обычные машины имеют хвостовую часть, которая выходит за пределы гусениц, в то время как модели с уменьшенным поворотом задней части удерживают заднюю часть в пределах ширины гусеницы, поэтому дом может вращаться рядом со стеной или забором, не ударяясь о них. На узких площадках, таких как ремонт сада, траншеи для коммуникаций или снос помещений, эта разница имеет огромное значение, и именно для заполнения этого пробела был создан наш бесхвостый гусеничный мини-экскаватор с поворотным механизмом.

Бесхвостый поворотный гусеничный мини-экскаватор для труднодоступных мест Благодаря нулевому повороту задней части задняя часть остается в пределах ширины колеи во время вращения, что обеспечивает безопасную работу возле стен и заборов. Идеально подходит для ремонта садов, траншей и других замкнутых пространств, где обычное поворот хвоста является проблемой. Посмотреть продукт →

Путешествие по земле основано на том же принципе. Каждая гусеница приводится в движение собственным ходовым двигателем, поэтому оператор может двигаться вперед, назад или поворачиваться на месте, управляя гусеницами с разной скоростью. Широкие гусеницы также распределяют вес машины, снижая давление на мягкую почву, где колеса могут проваливаться.

Мини-экскаваторы: та же инженерия в компактном корпусе

Все описанное до сих пор применимо как к двухтонной машине, так и к тридцатитонной; меняется только масштаб. Мини-экскаватор приводит в действие идентичную цепочку двигателя, насоса, клапанов, цилиндров, поворотного подшипника и ходовых двигателей, упакованных в след, который проходит через садовую калитку, работает рядом с сараем или открывает траншею на людной улице. Вот почему компактные модели стали выбором по умолчанию для ландшафтного дизайна, сельского хозяйства и небольшие строительные проекты .

Источник питания — самое важное конфигурационное решение. Дизель-гидравлическая компоновка остается самой популярной, поскольку она обеспечивает большую силу копания и работает везде, где есть возможность перевозки топлива. Электропривод не производит выхлопных газов и гораздо меньше шума, что делает его пригодным для работы внутри помещений, теплиц, сараев и жилых помещений со строгими правилами по шуму. Покупателям, рассматривающим эти варианты, наш мини-электрический экскаватор покажет, насколько мощной стала его конфигурация.

Мини-электрический экскаватор для малошумных работ внутри помещений Мини-экскаватор с электрическим приводом, обеспечивающий более низкий уровень шума и отсутствие выхлопных газов, подходящий для работы в теплицах, сараях, городских улицах и подземных трубопроводах, демонстрируя сравнение электрической мощности с дизель-гидравлической компоновкой. Посмотреть продукт →

Помимо мощности, компактные машины имеют форму, специфичную для конкретной работы: версии с удлиненной стрелой для увеличения вылета, трансформируемые модели для сельскохозяйственных задач и кабины с высокой крышей для более высоких операторов. Правильный выбор зависит не столько от абстрактных рейтингов, сколько от того, какая геометрия и источник питания соответствуют вашим ежедневным условиям работы.

Что определяет, насколько хорошо работает экскаватор

Две машины, построенные по одному и тому же принципу, могут вести себя в поле совершенно по-разному. Несколько факторов объясняют большую часть этой разницы:

• Гидравлическое давление и расход: более высокое давление означает большее усилие на ковше, а более высокий поток означает более быстрое движение; баланс определяет характер машины.
• Геометрия: длина стрелы, длина рукояти и положение поворота задают глубину и вылет копания; установка с длинной рукой меняет силу прорыва на расстояние.
• Выбор ковша: ширина, грузоподъемность и конструкция зубьев определяют, насколько легко ковш проникает в твердый или каменистый грунт.
• Состояние грунта: мягкий рельеф требует более широких гусениц и осторожного использования бульдозерного отвала, а каменистые поверхности создают нагрузку на ходовую часть.

Вот вопросы, которые мы в первую очередь задаем в Gooddeer: какой материал вы будете копать? Сколько места осталось, чтобы раскачать дом? Будете ли вы работать в помещении или на открытом воздухе, на ферме или на строительной площадке? Ответы указывают прямо на правильную конфигурацию.

Итак, как работает экскаватор? Двигатель или мотор приводит в движение гидравлический насос; насос нагнетает масло; клапаны направляют это масло в цилиндры и двигатели; и эти приводы преобразуют давление жидкости в подъем стрелы, перемещение стрелы, поворот ковша, поворот дома и ход гусеницы. Это элегантная система, совместимая с машинами любого размера, поэтому компактная модель может обеспечить реальную производительность копания на небольшом участке или семейной ферме. Если вы раздумываете, какая конфигурация подойдет для ваших проектов, команда Gooddeer будет рада обсудить варианты, созданные на нашей собственной производственной линии.