Знаете ли Вы когда и кем был изобретен первый землечерпательный агрегат (экскаватор)? Произошло это знаменательное событие в Италии аж в середине XV века. А изобрел его известный художник, автор картин "Мона Лиза", "Мадонна", да, да это Леонардо да Винчи! Удивлены?Гениальный художник, архитектор, писатель, музыкант, ученый и ИНЖЕНЕР Леонардо да Винчи.
Всего была два чертежа: первый представлял собой прототип современного экскаватора — драглайн (машина со сложной канатной связью и одним ковшом), второй был землечерпалкой. Именно с помощью последнего и была построена великолепная Венеция. Руководил же работами по созданию и эксплуатации машины сам да Винчи.
История создания.
Экскаватор - один из самых распространенных видов техники для землеройных работ. Прообразы современных землеройных машин применялись еще в Римской Империи и Древнем Египте при углублении каналов, русел рек, а так же для подъема воды на поля.
Ротор родился как механизм для выемки грунта, как и все виды экскаваторных машин, от землечерпалок, которые использовались при очистке водоемов, каналов и прочих горных работах.
На зарисовке Леонардо Да Винчи, который в 1500 году занимался углублением канала неподалеку от Милана, изображен один из первых роторных экскаваторов. Рабочими органами здесь служат две доски, установленные перпендикулярно на спицах колес. Эти доски в лучшем случае играли роль режущего инструмента. В описании, приложенном к рисунку, Леонардо Да Винчи говорит: «С вращением рукоятки приводится в действие передаточный механизм, тот, в свою очередь, вращает шестерню, связанную крестовиной с коробами, берущими грунт из болота. Два каната наматываются на вал, чтобы перемещать машину с двумя барками к якорю. Канаты для передвижения очень полезны вал снабжен механизмом, который может его опускать настолько, насколько необходимо опуститься колесу, чтобы углублять русло». Таким образом, в своем проекте Леонардо Да Винчи отразил уже некоторые типичные признаки экскаваторов - например, регулировка высоты положения колеса, а также автоматическое передвижение за счет наматывающегося на вал колеса якорного каната.
Следующим этапом развития по всей видимости следует несколько изобретений:
В 1597 году для очистки каналов в Венеции венецианским механиком Буанатютом Лорини была сконструирована и построена плавучая землечерпалка.
А в 1718 году французские механики де ла Бальм и Белидор представили проект землеройного устройства с двумя ковшами. Также было изобретено рабочее колесо которое имело диаметр 3 метра, оно было снабжено шестью черпающими железными коробами. Каждый короб имел имел шарнирно закрепленные открывающиеся днища.
В 1795 году американский изобретатель Роберт Фултон сконструировал первый четырехколесный грейдер-элеватор. Однако испытания данной машины прошли только 70 лет спустя.
А уже в 1796 году на дноуглубительных работах в английском порту была применена ковшовая драга с приводом от паровой машины. Ковши этого землеройного устройства доставали за один рабочий ход около полутора тонн грунта со дна гавани, что превышало производительность обычной драги примерно в четыре раза.
В 1821 году в Берлине строительный инспектор Шваан, построивший уже многоковшовый цепной экскаватор для берлинского водного хозяйства, соорудил роторный экскаватор по проекту американца Форстора. Рабочее колесо этого экскаватора не имело вращающего привода и просто тащилось по дну при помощи кабестана. В своем заключении Шваан писал, что экскаватор, по полученным во время испытаний показателям, «изрядно непригоден».
В 1834 году молодой инженер Уильям Отис в возрасте 23 лет спроектировал одноковшовый экскаватор на паровом двигателе мощностью 15 лошадиных сил. Первый прототип будущего экскаватора оказался не очень удачным, и в 1837 году совместно с инженером Харрисоном-младшим Отис строит улучшенную версию своего экскаватора мощностью 20 лошадиных сил. За час она могла вынимать до 40 кубических метров грунта. Обслуживали ее 11 человек. Заменяла же машина сотни землекопов.
С начала XIX столетия роторные экскаваторы вытесняют многоковшовые цепные. Это связано с тем, что роторные системы того времени не могли значительно углубить реки и гавани для новых судов большого водоизмещения. Но роторам вскоре нашлась новая работа. С ростом добычи бурого угля выдвигается проблема разработки угольных пластов.
В 1881 году Харлесу А. Шмиту из штата Индиана был выдан патент США на экскаватор для твердых грунтов. В конструкции было предусмотрено свободное режущее колесо, располагаемое справа или слева от конвейера. Грунт высыпался из ковшей на конвейер. Ковшовое колесо и конвейерная лента монтировались на вращающемся основании, относительно которого они могли опускаться или подниматься. Роторный экскаватор имел паровой привод и передвигался по рельсам. В этом проекте видны основные принципы современных экскаваторов.
В 1908 году инженер Роберт Глогнер получил французский патент на роторный экскаватор, у которого колесо располагалось независимо от транспортера. В 1909 году Глогнер получил на экскаватор еще и английский патент. В этом патенте подчеркивается, что вся платформа экскаватора не только поворачивается, но также и передвигается относительно стенки забоя. Таким образом можно было регулировать глубину среза пласта. Кроме того, ковши были оснащены режущими зубьями.
В России же первая землеройная машина появилась в конце XIX века, ее потом использовали при строительстве дороги Санкт-Петербург – Москва, и сделана она была в США, всё на той же фирме «Otis».
В СССР мощные роторные экскаваторы изготавливаются с рельсошагающим ходом. Производительность современных экскаваторов достигает 12-15 тыс. мЗ/ч, а экскаватор Бове, о котором речь шла выше, обеспечивал производительность 75 м3 в день.
Сегодня роторные экскаваторы применяются на карьерах для производства вскрышных и добычных работ.
На сегодняшний день самым большим в мире роторным экскаватором является Bagger 288.
Приведем некоторые сравнения.
Длинна, эквивалентна длине 2,5 футбольным полям.
Масс приметно такая, как масса джипов, поставленных бампер к бамперу, которая растянулась бы на 100 км.
Объем извлекаемой породы за сутки работы эквивалентен, тому, если бы вырыть яму по размерам футбольного поля и глубиной в 9 – этажный дом.
Добытым углем за сутки наполняется 2400 железнодорожных вагонов.
Технические характеристики роторного экскаватора Bagger 288:
Высота: 104 метра
Длинна: 235 метров
Масса: 45 500 тонн
Давление на грунт: 17,1 Н/см ²
Максимальная скорость передвижения: 0,6 км/ч
Потребляемая мощность: 16,5 мегаватт
Диаметр ковшевого ротора: 21,6 м
Объём одного ковша: 6,6 м³
Скорость вращения ротора: 48 оборотов в минуту.
Если Вам понравилось или не понравилось пишите комментарий и подписывайтесь на наш блог что бы не пропустить новую статью.