Основное предназначение нового класса экскавационных машин - работа в стеснённых (в первую очередь, городских) условиях, где применение других землеройных машин невозможно, в туннелестроении и мраморных и иных карьерах небольшого и среднего размера или имеющих недостаточные по толщине слои полезных ископаемых
Правда, если подготовка траншей для прокладки и ремонта различных подземных коммуникаций занимает большую часть времени, то пользователям выгоднее приобретать траншеекопатель или лёгкий траншейный экскаватор. Тем более что в последние годы наблюдается тенденция всё более широкого их использования в дорожном и сельском строительстве, на строительных площадках в горной местности, на участках с крутыми уклонами, на болотистых грунтах, где использование традиционных экскавационных машин неэффективно.
Деление моделей миниатюрных экскаваторов на классы «микро», «мини» и «миди» довольно условно и вполне допускает более подробный сравнительный анализ. Ходовая часть такой техники, как правило, опирается на резиновые или металлические гусеницы, реже - на колёсное шасси. В ней удачно сочетаются такие характеристики, как хорошие манёвренность и проходимость, малый задний радиус поворота, невысокое давление на грунт, малое время рабочего цикла. К тому же небольшие размеры и масса этих землеройных машин (360-4800 кг) не требуют при их перевозке большегрузного трейлера и, соответственно, согласования маршрута движения с территориальным органом ГАИ. Вполне достаточно будет обычного автоэвакуатора на базе «ГАЗели», «Бычка» или ГАЗ-3307. В крайнем случае, для переброски тяжёлых версий этой землеройной техники можно привлечь среднетоннажники ЗИЛ, КАМАЗ, МАЗ или даже вертолёт. А если в пару к такому мини-экскаватору приобрести 2-3 мини-самосвала на базе автомобилей «ГАЗель», ГАЗ-САЗ и т. п., то выкапываемый грунт можно вывозить за пределы стройплощадки или мини-карьера.
У миниэкскаваторов классическая компоновка с полным функциональным подобием полноразмерным экскаваторам. В качестве главного рабочего оборудования используется компактный ковш, прикреплённый на конце рукояти, другой конец которой сочленён со стрелой по схеме «обратная лопата». Иногда рукоять, на которую навешен ковш, одновременно является гидромолотом, что создаёт удобство при землеройных работах на сильно связанных, каменистых грунтах. Поворот стрелы относительно поворотной платформы происходит в горизонтальной плоскости. Стрела выполняется моноблочной либо двухрычажной, с изменяемой геометрией. Общими для таких машин практически любых моделей стали: джойстиковое управление всеми рабочими операциями, автоподстраивание гидросистемы под рабочие нагрузки, усиленная звукоизоляция кабины и моторного отсека, увеличенная площадь остекления кабины, дополнительный гидроконтур повышенного расхода с быстроразъёмными муфтами, бульдозерный отвал для расчистки площадки и повышения устойчивости, сменные ковши, гидромолоты и буровые установки (штанги).
В мире насчитывается более 30 производителей компактных машин, которые широко кооперируются друг с другом в части комплектующих. Достаточно сказать, что практически все производители используют маломощные дизельные агрегаты восьми марок: Isuzu, Kubota, Yanmar, Komatsu, Caterpillar, Mitsubishi и Perkins (6,4-41,6 кВт). Если учитывать количество моделей, позиционируемых на рынке, то первое место занимает продукция японской компании «IHI», на втором - немецкая и японская машины «Gehl» и «Yanmar», на третьем - «Hitachi EX» и «Volvo EC». Далее следуют «Kubota КХ», затем «JCB», «Daewoo Solar», «Kobelco SK» и «Komatsu PC», группа моделей Bobcat, Messersi M, Neuson, Schaeff HR и Airman AX. Замыкают «семёрку» компактные погрузчики Takeuchi ТВ, Case и Caterpillar. Кроме того, отметим наличие на рынках машин Handozer H, Fiat-Hitachi, Deere, Terex, Telcon, Xanix, Kaiser X4, Camuc ЗХ и Hyundai R55, a также единичных моделей McCONNEL MTS, KATO HD, Kamo и АТЕК (см. «СТ» № 1, 2004 г., с. 18). Интересна также несколько обособленная серия землеройной техники «Рекстром-М». Причём в последнем случае машины имеют привод от внешнего силового агрегата.
Впрочем, от трети до двух третей моделей на поверку оказываются модификациями, что, вообще говоря, не способствует росту делового имиджа солидных производителей. А наиболее преуспевшими в миниатюризации землеройной техники являются специалисты американо-бельгийской компании «Bobcat» с их 360-килограммовой моделью Bobcat Т108. Этот микроэкскаватор обеспечивает рытьё траншеи шириной 0,1-0,5 м и глубиной до 0,76 м.
Японцы, создатели 480-килограммовой модели IHI 4J [2230x700x1260 мм) с 4,5-сильным мотором DY27DS, занимают в этой «табели о рангах» почётное второе место. В качестве основного рабочего органа этого микро-экскаватора используется 11-литровый ковш, а также 700-миллиметровый бульдозерный отвал. Машина опирается на траки шириной 18 см и копает на глубину до 1,2 м при радиусе до 2,29 м. Наибольшее усилие обеспечивается максимальным давлением в гидросистеме (14,7 МПа) и составляет 12,1 кПа. Что касается наибольшей высоты выгрузки, то она не превышает 1,51 м.
Далее следуют 760-килограммовая модель Bobcat 316ZHS и 770-килограммовая европейская модель Gehl MB7J (2810x790x1353 мм). Последняя укомплектована двигателем Isuzu 7J (8 л. с), 20-литровым ковшом, обеспечивая максимальные радиус глубину копания 3,07 и 1,75 м соответственно. Высота выгрузки у этой модели составляет 2,21 м, а ширина бульдозерного отвала - 790 мы Удельное давление на грунт достигает 23 кПа при максимальном давлении! гидросистеме в 15 МПа. Единственное, что объединяет эту модель, скажем, с IHI 4J, так это унифицированная ширина трака (180 мм).
Более «массивными» моделями являются Hitachi ЕХ8-2 (810 кг), Komatsu PC03-02 (815 кг), Kubota K008 (864,5 кг) и др. Модель Hitachi ЕХ8-2 и её разновидность с кабиной (навесом) ЕХ8-2В оборудованы 4-цилиндровыи дизелями Z4EI В (0,482 л; 6,4 кВт/8,7 л. с. при 2450 мин-1 обеспечивающими движение со скоростью до 2 км/ч, угловую скорость поворотной платформ 9,2 мин-1, преодолен подъёма в 30° (58%), ксилие тяги рукояти 5,8 кН и копания 9,6 -. а также поворот стрелы влево на угол 90° и вправо - на 50°. Гидравлическая система, обеспечивающая такие характеристики, имеет в своём составе 2 насоса с регулируемой производительностью и максимальной подачей масла 2x9,7 л/мин. У машины 20-литровый топливный бак и 12-литровый бак для масла.
Колея машины фиксируется при необходимости на ширине 720 и 900 мм. Бульдозерные отвалы одной высоты (230 мм], но также двух размерностей по длине: 720 и 900 мм. Отвал может подниматься на высоту 150 мм и опускаться на глубину 175 мм. Длина опорной поверхности гусеницы модели Hitachi EX8-2 - 1225 мм при неизменной ширине башмака (180 мм). 700-миллиметровая рукоять обеспечивает копание на глубину до 1525 мм, максимальный вылет рабочего оборудования и максимальную высоту копания 2800 мм, а также разгрузку ковша ёмкостью 16-22 л на высоте до 2035 мм.
Компания «Hitachi Construction Machinery Europe» выпускает целое семейство миниатюрных землеройных машин, охватывая весь требуемый их диапазон. Имеются у компании и миди-экскаваторы с радиусом поворота, не превышающим 1 м, то есть корма не выходит за пределы гусениц. Да и гусеницы у таких машин резиновые и металлические, с траками шириной 400 мм и могут меняться в зависимости от условий работы. Такими экскаваторами являются модели EX40U и EX50U с силовым агрегатом Isuzu 4LE1 и длиной опорной поверхности 1955 мм. Они развивают скорость до 4,5 км/ч, имеют возможность поворота стрелы влево на 60° и вправо на 80° и использования 2-метрового отвала. При рабочем радиусе в 5,8 м экскаватор EX50U в состоянии осуществлять работу до глубины 3,6 м и вести выгрузку на максимальной высоте 3,5 м.
В последнее время дизайн подвергся изменениям. Новая кабина имеет широкий вход и установлена так же, как на большом экскаваторе, в «доме для оператора» уменьшено воздействие вибраций и шума. Кроме того, машины, начиная с модели ЕХ8-2В, оборудованы новой трёхнасосной гидравлической системой Hitachi.
От экскаватора со смещаемой стрелой до траншеекопателя
Ведущие производители, стремясь сделать свою продукцию более привлекательной, постоянно совершенствуют конструкцию машин. Улучшаются технические характеристики и дизайн миниатюрных экскаваторов, расширяется номенклатура сменных рабочих органов, повышаются уровни комфорта и безопасности для оператора. Судя по вниманию, уделяемому этим факторам, изготовители твёрдо уверены, что именно они имеют решающее значение для повышения эффективности машины в целом.
Так, американо-французская компания «Case Poclain S.A.» относит к достоинствам своих машин увеличенный на 70-80 % угол поворота стрелы вправо, использование гусеничного хода с изменяемой колеёй, наличие двух транспортных скоростей и двух скоростей вращения поворотной платформы, автономное устройство контроля прямолинейности движения машины, уменьшенный радиус вращения поворотной платформы, защищённость гидроцилиндра и самой верхней части стрелы от повреждений при работе. Компания «CASE», начиная с весенней мюнхенской выставки «BAUMA-2004», на которой были впервые продемонстрированы две новые модели микроэкскаваторов СХ16В и СХ18В, предлагает ещё 7 моделей от 2,1 до 4,78 т. Они укомплектованы 3- и 4-цилиндровыми двигателями повышенной мощности: вместо моторов мощностью 11,9-36,5 л. с. теперь устанавливаются дизели мощностью 15-43 л. с.
Интересно, что 3-цилиндровые дизели с уровнем внешнего шума на уровне 93 дБА устанавливаются на мини-экскаваторы Case, начиная с модели СХ16В и заканчивая СХ27В. На пяти моделях применяются моторы трёх мощностей (11: 17 и 22 кВт) и «кубатуры» [1006, 1330 и 1650 см3). Их обслуживают одинарные 12-вольтовые электробатареи ёмкостью 40-64 А • ч. Рабочее место оператора оборудуется либо навесом, либо полноценной кабиной. Двигатель легко доступен для обслуживания - кожух распахивается с правой стороны назад, словно дверца. Стрела не только поворачивается вправо на 60° (55°) и влево на 70° (60°), но и сдвигается на 560 и 505 мм соответственно. И несмотря на то что радиус действия рабочих органов при таком сдвиге несколько уменьшается, такое смещение очень удобно при работе экскаватора, особенно в тех случаях, когда просто невозможно в тесноте сдвинуть землеройную машину в сторону. Справедливости ради надо заметить, что аналогичное свойство реализовано и на моделях Takeuchi.
Впрочем, у Case имеется еще одно ценное свойство: хорошо защищенные от попадания посторонних предметов гусеницы имеют возможность раздвигаться. В частности, у моделей СХ-16/ 18 В ширина ма шин по внешним краям гусениц может быть 990 и 1300 мм.
Существенное увеличение мощностных и тяговых характеристик, без сомнения, не останется незамеченным коммунальщиками, выполняющими работы по ремонту тепловодоканализационных коммуникаций, уходу за ландшафтами, строителями и фермерами, компаниями, занятыми разрушением, посадкой деревьев, кустарников и др. Эти экскаваторы, как и прежнее их поколение, безотказны в работе, просты в обслуживании и имеют прекрасные показатели при работе на неровной поверхности. А благодаря широкому диапазону навесных орудий эти мини-машины могут заниматься почти любой работой.
Заметим при этом, что конструкторы компании «Case Poclain S.A.» являются одними из основоположников новой разновидности землеройных машин - гибрида микро- и мини-экскаваторов с лёгким траншеекопателем. Маломощный траншеекопатель Case 60 не имеет ни бульдозерного отвала, ни экскавационного оборудования, ни даже сиденья для оператора, который ведёт агрегат стоя на земле. Собственно, ни конструкцией, ни по принципу действия он ничем не отличается от аналогичного траншеекопателя The 18-НР 1820, о котором мы писали в «СТ» № 6, 2004 г., с. 85-87.
Базой «настоящего» мини-экскаватора-траншеекопателя Case 360 является мини-трактор с одним рабочим местом, у которого экскавационное оборудование подвешено сзади, а траншейный агрегат - на передней части самохода. У остальных моделей траншейный агрегат расположен в кормовой части трактора, а экскавационное оборудование с отдельным рабочим местом для оператора-экскаваторщика - спереди самохода, причём сиденье с рычагами управления поднято над капотом. Модели Case 660 и 960 в дополнение к траншейному агрегату комплектуются специальным отбрасывателем грунта от траншеи шнекового типа. Да и бульдозерный отвал у них, конечно, помощнее, нежели у других самоходных траншеекопателей.
Кроме бульдозерного отвала, пользователям предлагаются и другие полезные при работе орудия: вибрационный плуг, кабелеукладчик и горизонтальная буровая гидравлическая система. А отличительными особенностями траншеекопателей Case являются маховик-планетарные приводы, рулевое управление на все (4) колёса, планетарные мосты, гидравлически управляемые кабельные плуги, счетверённые рабочие орудия и высокоэкономичные двигатели, доказавшие свою высокую производительность в полевых условиях при выполнении самых тяжёлых работ.