Предложен метод повышения мощности мини-экскаваторов.

Статья представлена на конференции «Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе», XIV, 2024. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Малогабаритные экскаваторы, в отличие от полноразмерных гусеничных и колесных моделей, имеют меньшие размеры, вес и мощность. Эти машины предназначены для работы в ограниченных пространствах. Их используют для выемки ям, бассейнов, прудов, траншей, а также в помещениях для прокладки коммуникаций и подготовки оснований для фундаментов. Они обладают множеством преимуществ: маневренностью, экономичностью и универсальностью. Все это делает их незаменимыми в строительстве, коммунальном хозяйстве и сельском хозяйстве.

Однако мини-экскаваторы не способны обеспечить достаточное заглубление ковша в грунт из-за своего низкого веса, который составляет до восьми тонн. Невозможность глубокой выемки ограничивает их эффективность в работе с большими объемами земли или в труднодоступных местах.

Ученые Пермского Политеха предлагают сместить центр тяжести экскаватора в сторону ковша во время его заглубления, используя дополнительный контргруз, чтобы повысить эффективность работы.

Политехники разработали расчетную схему, которая анализирует воздействие сил ковша в момент его начального заглубления в грунт. В качестве основы был взят экскаватор на колесном двухосном шасси с обратной лопатой.

«Максимальное усилие, с которым ковш проникает в грунт, зависит от расположения центра массы экскаватора относительно точки заглубления. Расчетная схема показала, что смещение центра тяжести на переднюю ось шасси машины может увеличить силу врезания ковша в грунт от 1,5 до 2 раз», – делится Константин Пугин, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ, доктор технических наук.

«Для реализации этого смещения можно установить дополнительный контргруз вдоль корпуса экскаватора. Это тяжелый металлический элемент, который обычно располагается в задней части поворотной платформы экскаватора, а не в передней. Чтобы сохранить устойчивость машины, груз должен быть подвижным вдоль обеих осей». Это можно осуществить с помощью гидравлического цилиндра или системы шестерен и рельсов, – добавляет Ильдар Гимадеев, аспирант кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ.

Усовершенствование конструкции мини-экскаваторов, предложенное учеными Пермского Политеха, позволит расширить эксплуатационные возможности малогабаритных строительных машин, обеспечивая возможность работы с более прочными категориями грунта.