Запропоновано спосіб підвищення потужності міні-екскаваторів.

Стаття представлена на конференції «Модернізація та наукові дослідження в транспортному комплексі», XIV, 2024. Дослідження виконано в рамках програми стратегічного академічного лідерства «Пріоритет 2030».

Малогабаритний екскаватор на відміну від повнорозмірного гусеничного або колісного має менші розміри, вагу та робочу потужність. Ці машини призначені для роботи в обмеженому просторі. Їх використовують для викопування ям, басейнів, ставків, траншей, роботи в приміщеннях для прокладки комунікацій та підготовки основи фундаментів. Вони мають безліч переваг: маневреність, економічність та універсальність. Все це робить їх незамінними в будівництві, комунальному господарстві та сільському господарстві.

Водночас міні-екскаватори не можуть забезпечити достатню глибину заглиблення ковша в ґрунт через свою невелику вагу — до восьми тонн. Невелика глибина копання не дозволяє повністю обробляти ґрунт і обмежує можливості роботи з великими обсягами землі або в важкодоступних місцях.

Вчені Пермського Політеху пропонують зміщувати центр тяжіння екскаватора в бік ковша під час його заглиблення, використовуючи додатковий контрвага, щоб підвищити ефективність роботи.

Політехніки розробили розрахункову схему, яка оцінює дію сил ковша в початковий момент заглиблення в ґрунт. За основу взято екскаватор на колісному двовісному шасі з зворотною лопатою.

«Максимальне зусилля, з яким ковш вгризається в ґрунт, залежить від того, де розташований центр маси екскаватора відносно точки заглиблення. Розрахункова схема показала, що зміщення центру тяжіння на передню вісь шасі машини може збільшити силу вгризання ковша в ґрунт від 1,5 до двох разів», – розповідає Костянтин Пугін, професор кафедри «Автомобілі та технологічні машини» ПНІПУ, доктор технічних наук.

«Реалізувати це зміщення можна, якщо уздовж корпусу екскаватора встановити додатковий контрвага. Це великий важкий металевий елемент, який зазвичай розташовують в задній, а не в передній частині обертової платформи екскаватора. Щоб машина при цьому не втратила стійкість, вантаж повинен переміщатися вздовж обох осей». Це можна зробити за допомогою гідравлічного циліндра або системи шестерень і рейок, – додає Ільдар Гімадєєв, аспірант кафедри «Автомобілі та технологічні машини» ПНІПУ.

Удосконалення конструкції міні-екскаваторів, запропоноване вченими Пермського Політеху, дозволить розширити експлуатаційні можливості малогабаритних будівельних машин за рахунок можливості проводити розробку більш міцних категорій ґрунту.