Ни один горнодобывающий или строительный объект, будь то угольный разрез, масштабная промышленная стройка с рытьем котлована диаметром несколько десятков и сот метров либо возведение жилого комплекса, не обходится без экскаватора. И зачастую именно эта машина играет главную роль на объекте, обуславливая общий ход работы, соблюдение сроков и финансовую рентабельность проекта.
Спектр задач, выполняемых экскаваторам, крайне обширен. Выемка грунта, подготовка стройплощадки, прокладка инженерных коммуникаций и дорожного полотна, демонтажные, мелиоративные работы – список можно продолжать еще долго. Конкретный набор функций машины во многом зависит от ее вида, а тут уже начинается самое интересное, так как типов экскаваторов множество и зависят они от ряда критериев. Чтобы разложить все по полочкам, а машины расставить по ангарам, нашей статьи будет недостаточно, поэтому мы начнем с нескольких наиболее значимых классификаций.
Итак, по назначению экскаваторы делятся на:
- Универсальные. Название говорит само за себя, и техника данного типа может применяться на самых различных объектах.
- Карьерные. Эти машины в свою очередь делятся на вскрышные и добывающие. Карьерные гусеничные экскаваторы предназначены для разработки и погрузки полезных ископаемых и пород вскрыши на открытых горных работах, а также для отвалообразования и погрузочных работ на складах и в схемах циклично-поточной технологии. В зависимости от категории пород работы производятся либо с предварительным рыхлением взрывом, либо без. Экскаваторы выпускаются для различных климатических условий.
- Специальные. К данному классу относятся железнодорожные, болотные, спасательные, экскаваторы-разрушители, подземные, подводные и так далее.
- Экскаваторы-погрузчики.От остальных своих собратьев они отличаются тем, что высыпают отмеренную по весу или объему порцию грунта, не превышающую грузоподъемности средств вывоза. Данные машины бывают с опрокидывающимся ковшом-коробом (описаны выше), с ковшом-лопатой цельным и с откидным днищем, с грейфером, с транспортером и бункером-дозатором. Об этом классе мы подробнее поговорим далее.
По типу ходово
й части экскаваторы разделяют на:
- Навесные, устанавливаемые на колесные и гусеничные, тракторные и автомобильные шасси.
- Пневмоколесные.
- Гусеничные.
- Рельсовые: железнодорожные, портовые краны-экскаваторы и карьерные.
- Шагающие.
- Катковые и передвижные лыжные (сейчас вышли из употребления)
- Подземные: шахтные машины, перегружающие добытую проходческим щитом породу. При разработке мощных пластов щит с экскаватором объединяют в одно, и получается проходческий комплекс (комбайн).
- Плавающие: ковшовые, грейферные, рыхлящие и эрлифтовые драги.
На данном пункте остановимся поподробнее. Если колесные экскаваторы широко используются при прокладке коммуникаций и благоустройстве территории в условиях плотной городской застройки, то образцы на гусеничном ходу востребованы при выполнении больших объемов работ, в том числе на слабых и топких грунтах. Экскаваторы на автомобильном шасси, а для отечественных моделей это чаще всего «КамАЗ» или «Урал», незаменимы для работы на удаленных строительных объектах.
В свою очередь гусеничные драглайны предназначены не только для разработки полезных ископаемых и пород вскрыши, но и для погрузки в транспортные средства. Машина может быть укомплектована ковшами разных типов и адаптирована под конкретные условия эксплуатации. Эти машины могут быть использованы на любых небольших карьерах с мягкими породами (глина, песок, мергель), на территории шахт, где есть необходимость в небольших вскрышных работах, на угольных разрезах, карьерах строительных материалов, на россыпных месторождениях золота, а также при проходке траншей, строительстве каналов и дамб, работе на шламовых полях техногенного происхождения.
Карьерные шагающие экскаваторы используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и так далее) открытым способом. Их предназначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или сплошное рыхление взрыванием. Отечественные модели надежно работают при температуре от -50 до +40°С. В России выпуском данного класса занимается только Уралмашзавод. Крупнейший экскаватор данного типа, когда-либо созданный в СССР, – ЭШ-100/100, с 1976 года находился в эксплуатации на Назаровском разрезе в Красноярском крае. Разработка оказалась крайней успешной, ЭШ-100/100 эксплуатировался около 15 лет, и только в начале 90-х по причине частой смены собственников экскаватор был законсервирован из-за падения объемов добычи угля, хотя разрез на тот момент себя не исчерпал. После консервации электрика потихоньку растаскивалась на медь, а машина все больше приходила в негодность, поэтому было принято решение сдать ее на металлолом уже полностью.
К гибридному классу землеройных машин относится экскаваторы-погрузчики. Такая техника, совмещающая функции классического экскаватора и фронтального погрузчика, позволяет вести выполнение различных строительных задач: рытье котлованов и траншей, погрузка и перевозка горных пород, угля, грунта, щебня, сельскохозяйственной продукции, древесной щепы и др. Как правило, такие экскаваторы имеют рулевую колонку и джойстик для управления различными узлами и гидравлическими опорами.
Неудивительно, что машина данного типа, отличающаяся таким широким функционалом и сферой применения, встречается в линейке практически каждого крупного производителя строительной техники.
Лидерами среди поставщиков экскаваторов-погрузчиков среди иностранных компаний являются следующие компании: JCB, New Holland, Caterpillar, Komatsu и Volvo. Настойчиво, но пока достаточно медленно укрепляют свои позиции Terex, Case, Hydromec, Dressta.
Непосредственное влияние на развитие и формирование рынка экскаваторов-погрузчиков оказали новые экологические стандарты, ограничивающие выбросы дизельных двигателей. При этом производители не ограничиваются сокращением уровня вредных выбросов у новых моделей экскаваторов-погрузчиков, а идут дальше, внедряя в конструкцию различные инновации для соответствия машин специфическим запросам потребителей. И именно эти усовершенствования представляют главный интерес для российских пользователей, так как двигатели высокого экологического класса еще не скоро завоюют наш рынок. Поговорим об инновациях подробнее.
Почти все современные производители решают задачу снижения выбросов за счет использования электронного управления и модернизации процесса сгорания, в результате у новых двигателей увеличилась не только удельная мощность, но и в среднем на 4% приемистость и эффективность использования топлива.
Кроме этого, кабины новых поколений погрузчиков отличаются увеличенной на 10–15% площадью остекления и улучшенным обзором с места оператора. Много усилий затрачивают разработчики, чтобы освободить пространство на полу кабины и упростить оператору процесс разворота от органов управления погрузчиком к управлению экскаватором. Системы кондиционирования применяются все шире, и их компоненты все лучше приспосабливаются к тяжелым условиям работы машины на бездорожье. Сиденья оснащаются обогревом, регулировками по различным направлениям, поясничным упором по примеру магистральных грузовиков. В модификациях для южных регионов предусматривается охлаждение стекол.
Благодаря увеличению удельной мощности двигателей появилась возможность использовать на работах, требующих определенной мощности, более компактные и, как следствие, маневренные машины. Ранее автоматическая система плавности хода, благодаря которой материалы не просыпаются из ковша, применялась только на фронтальных погрузчиках, но теперь практически все производители стали оснащать ею и экскаваторы-погрузчики. Все новые машины обеспечиваются широкой гаммой сменного навесного оборудования: различными ковшами, гидромолотами, гидробурами, захватами.
Существенные усовершенствования вносятся в гидросистемы, благодаря чему в них возрастает расход жидкости без увеличения оборотов двигателя и потребления топлива. Так, в ряде моделей экскаваторов-погрузчиков применяются гидросистемы «с открытым центром», укомплектованные шестеренчатыми насосами, имеющими постоянную производительность при любых нагрузках на систему. Если нагрузки небольшие, лишняя гидравлическая жидкость возвращается в гидробак через предохранительный клапан, который поддерживает в системе постоянное давление. Использующие их производители утверждают, что операторы могут «чувствовать» рабочее оборудование. Когда работы выполняются вблизи каких-то скрытых в земле коммуникаций, и ковш при выемке грунта упирается в какое-нибудь прочное препятствие, например, в проложенную под землей трубу, опытные операторы могут почувствовать в этот момент через рычаги управления резкое увеличение давления в гидросистеме, пока не откроется предохранительный клапан и не сбросит давление. К тому же шестеренчатые насосы менее чувствительны к загрязнению гидравлической жидкости.
Повышение топливной экономичности – это общая тенденция на рынке строительного оборудования, поэтому с появлением электронного управления двигателей стало намного больше моделей экскаваторов-погрузчиков с аксиально-поршневыми гидронасосами, в которых электронное управление двигателя и гидронасосов объединяется в общую систему.
Активное использование электроники сделало возможным переход на электрическое управление джойстиками, которое в свою очередь требует меньше усилий и обеспечивает более комфортные условия для оператора. Кроме этого сервоуправление погрузчиком позволяет больше внимания уделять управлению ходом, ведь у такого типа машин оно значительно сложнее.Новые органы управления экскаваторов-погрузчиков являются преимуществом и с точки зрения рационального использования трудовых ресурсов: оператор, умеющий управлять фронтальным погрузчиком или экскаватором, очутившись в кабине экскаватора-погрузчика, может быстро освоиться, так как органы управления аналогичны, это очень удобно строительной компании: работника можно «пересаживать» на разные машины.
Но вернемся к классификации экскаваторов. Так, по приводу рабочего органа самыми распространенными являются гидравлические экскаваторы. Дизель-электрические машины отличаются повышенным весом, работают автономно, тогда сверхтяжелые электрические модели питаются исключительно от ЛЭП. Есть еще механические, которым грозит участь мамонтов.
По рабочему циклу экскаваторы делятся на машины непрерывного действия, к которым относятся роторные многоковшовые, с дисковой или цилиндрической фрезой, траншейные образцы с зубчатой цепью, а также на модели циклического действия – одноковшовые. Данный класс является самым распространенным, многочисленным, универсальным и одновременно разнообразным.
Обширное семейство одноковшовых экскаваторов подразделяется на 9 размерных групп:
- 0 – особо легкая: до 3 т, 10-40 л.с., ковш до 0,1 куб.м.
- 1 – легкая-1: 5-6 т, 30-50 л.с., 0,15-0,4 куб.м.
- 2 – легкая-2: 8-9 т, 40-60 л.с., 0,25-06 куб.м.
- 3 – средняя-1: 10-12 т, 50-80 л.с., 0,3-1,0 куб.м.
- 4 – средняя-2: 19-30 т, 80-130 л.с., 0,65-1,6 куб.м.
- 5 – тяжелая-1: 30-40 т, 100-200 л.с., 1,2-2,5 куб.м.
- 6 – тяжелая-2: 55-60 т, 200-350 л.с. 1,6-4,0 куб.м.
- 7 – особо тяжелая-1: 80-100 т, 300-500 л.с., 2,5-6,3 куб.м.
- 8 – особо тяжелая-2: 100-160 т, 400-800 л.с., 5-10 куб.м.
Экскаваторы тяжелее 8 группы считаются сверхтяжелыми и проектируются по индивидуальным ТУ. Наиболее востребованными являются модели эксплуатационной массой 20–40 т. Вообще же именно одноковшовые гусеничные экскаваторы являются лидерами на российском рынке дорожно-строительной техники, но об этом дальше.
И вашим, и нашим
Но ни для кого не секрет, что произошедшие в 2014 году изменения на политической и экономической арене, введение секционного режима и последовавший за ними отток зарубежных инвестиций привели к замедлению темпов, а то и вовсе к заморозке строительных и дорожных работ. Как следствие, рынок спецтехники претерпел обвал, и сегмент экскаваторов не стал исключением.
Так, если еще в 2013 году в эпоху пикового спроса на территории России реализовывалось до 7000 экскаваторов всех типов, то в 2016 году, когда, казалось бы, страна уже адаптировалась к ситуации, эта цифра была равно всего 1800 единицам. Впрочем, уже в 2017 рынок начал подниматься с колен, и хоть до предкризисных показателей еще далеко, уже сейчас наблюдается вполне жизнеутверждающая тенденция по всем типам экскаваторной техники.
Так, в течение ушедшего года было реализовано 2906 гусеничных экскаваторов и 410 машин на колесном ходу, что в 1,5 раза больше, чем в 2016. Объем поставок экскаваторов-погрузчиков составил 2005 единиц, тем самым превысив показатель 2016 года в 1,7 раза.
Доминирующие позиции на рынке занимают машины иностранного производства. Хотя нашей стране производство экскаваторов ведется с 30-х годов XX века, на сегодняшний день список выпускающих машины данного типа включает полутора десятков предприятий. Как отмечают эксперты отрасли, в настоящее время у российских заводов, желающих не просто остаться на плаву, а гордо рассекать по волнам рынка, есть два пути развития. Первый подразумевает создание совместных предприятий по производству экскаваторов с партерами из ЕС, США, КНР или Южной Кореи, а второй – приобретение лицензии и технологии, по которым уже своими силами выпускать машины ведущих брендов.
Впрочем, уже сейчас специалисты отмечают положительную динамику, которая связана не только с ростом спроса. Благодатная почва для производителей обусловлена рядом фактором, в числе которых стабилизация курса валют, поддержка отрасли со стороны государственных органов власти, а также наличие крупных проектов в области строительства и разработки проектов нефтегазовой отрасли.
Впрочем, отказываться от лакомого кусочка, а точнее, рынка, иностранцы явно не собираются, которые, несмотря на экономические и политические сложности, борются за российского потребителя. Справедливости ради стоит отметить, что у них это получается отлично: на данный момент доля импортной техники на рынке составляет порядка 80%.
Интерес к технике зарубежного производства, при этом как новых моделей, так и б/у, всегда был велик в первую очередь благодаря техническим характеристикам, а также производительности и удобстве машин в эксплуатации. Несмотря на то, что в Россию сейчас поступает более пятидесяти торговых марок экскаваторов, более 87% всего объема импорта приходится на долю следующих компаний-лидеров: Caterpillar, Hyundai, Komatsu, Volvo, JCB, Hitachi, Doosan, Liebherr, John Deere, Kobelco, New Holland, Kubota, Yanmar.
Как бы ни развивался рынок спецтехники, экскаваторы были, есть и еще долго будут одним из основных механизмов для выполнения широкого спектра землеройных работ. Само собой, что такие изменения в структуре и облике строительной отрасли, как увеличение доли малоэтажной и индивидуальной застройки, зачастую осуществляемой в условиях ограниченного пространства, самым прямым образом влияет и на структуру парка техники. Так, уже прослеживается тенденция появления малогабаритных машин, в частности экскаваторов с малой вместимостью ковша, экскаваторов на автошасси, гидравлических экскаваторов третьей размерной группы на гусеничном ходу и другой специализированной техники. И пусть сейчас ввиду большого числа важных строительных объектов, к примеру, возведение Керченского моста, создание инфраструктуры к приближающему ся Чемпионату мира по футболу, рынок переживает бурный рост, скептики прогнозируют стагнацию и спад после завершения проектов. Кроме этого, нельзя забывать и об объявленном увеличение утилизационного сбора, который ожидаемо приведет к повышению стоимости машин. Впрочем, найти сферы применения машин – дело времени, сноровки и целей. Полезных ископаемых в недрах земли еще достаточно, на их освоение уйдет еще не один десяток лет, и без производительных и выносливых машин явно не обойтись.
