Фирма Atlas Copco (Швеция) разработала две модели самоходных машин - Brokk 80 и Brokk 250, предназначенных для разрушения железобетонных и других сооружений в строительстве, в основном при реконструкции зданий, для использования в металлургической промышленности при замене кладок и футеровок, а также на земляных работах в стесненных условиях. Небольшие габариты машин позволяют им пройти через прямоугольное отверстие размерами 1250х1800 мм или круглые отверстия диаметром 1780 и 2000 мм соответственно для каждой модели.

  По данным фирмы машина Brokk 250 была использована для удаления биологической защиты атомного реактора, выведенного из эксплуатации. Защита состояла из густоармированного бетона с железной рудой в качестве крупного заполнителя. При выполнении этих работ необходимо было соблюсти жесткие требования: отделить нерадиоактивный бетон от загрязненного, максимально ограничить образование пыли и время радиационного воздействия на операторов. Благодаря тому что Brokk 250 имеет дистанционное (проводное) электрогидравлическое управление и может работать с различными сменными органами, удалось соблюсти все требования безопасности, а работу объемом 300 м материала выполнили всего 3 человека.

  Примером применения машин Brokk в специфических условиях является их использование для разрушения железобетонной дымовой трубы ТЭЦ высотой 106 м. На специальную площадку, опущенную с верхней части трубы гидродомкратами, вертолетами были доставлены две машины Brokk 250 и две - Brokk 80. Объем разрушенного бетона составил 800 м, вся работа была завершена за 22 дня.

  Широкое применение машины Brorkk нашли в медеплавильном, чугуно-сталелитейном производстве и на цементных заводах. Для частичной или полной замены футеровки в конвертерах с применением машины Brokk 250 требуется всего две смены, прежде частичная замена футеровки вручную требовала семь смен, а полная - девять. Кроме того, улучшились санитарные условия труда, резко снизилось число рабочих, подвергающихся воздействию тепловой радиации и вредных газов.

  Конструктивно машины Brokk аналогичны одноковшовому экскаватору и состоят из ходовой части, опорно-поворотного устройства, поворотной платформы, рабочего оборудования, сменных рабочих органов, системы управления. Их главная особенность - отсутствие кабины машиниста и дистанционное управление всеми движениями.

  Ходовая часть машины состоит из жесткой ходовой рамы коробчатой конструкции. Задние неприводные колеса имеют независимую подвеску, что облегчает ее перемещение через обломки и другие препятствия с помощью рабочего оборудования (подтягиванием). Передние колеса приводятся от гидромоторов через планетарные редукторы со встроенными тормозами. Привод колес независимый, что позволяет машине легко маневрировать в ограниченном пространстве. Шины изготовлены из сплошной резины, но могут быть установлены и пневмошины; четыре выносные опоры, обеспечивающие машине хорошую устойчивость, в сложенном виде вписываются в габариты машины. Внутри рамы ходовой части располагаются приводная силовая установка и электрический шкаф с аппаратурой диагностики электрической системы привода и управления.

  Поворотный механизм состоит из гидромотора с планетарным редуктором и опорно-поворотного круга с внешним зацеплением. На поворотной платформе крепятся рабочее оборудование, гидроцилиндр привода стрелы и размещается аппаратура электрогидроуправления.

  Рабочее оборудование Brokk представляет собой трехэлементную шарнирно сочлененную кинематическую систему. Нижняя и верхняя части стрелы вместе с приводными гидроцилиндрами образуют параллелограмм, благодаря чему достигается горизонтальное перемещение рабочего органа при действии лишь одного из гидроцилиндров и сокращается время точной установки рабочего органа в заданное положение. На конце рукояти установлены быстродействующий механический захват для быстрой замены рабочих органов и быстроразъемные гидравлические соединения для подключения гидропривода грейфера и гидромолота.

  В гидропривод и систему управления модели Brokk 250 входят приводной электродвигатель, регулируемый насос, электрогидравлические пропорциональные гидрораспределители, гидроцилиндры рабочего оборудования и выносных опор, гидромоторы хода и поворота платформы. Управление гидрораспределителями осуществляется с выносного пульта, прикрепляемого к поясу оператора с помощью ремня. Все операции по управлению осуществляются с помощью всего лишь двух ручек. Использование дистанционного управления позволяет оператору находиться в удобном и безопасном для него месте, не подвергаясь при этом действию вибрации со стороны машины.

  Гидросистема выполнена по принципу L-S (Load-sensing), т.е. с обратной связью по нагрузке на элемент, управляющий подачей рабочей жидкости. Это позволяет осуществлять привод всех силовых гидроцилиндров рабочего оборудования одновременно от одного насоса и обеспечивает независимое управление скоростью и ее стабильные значения при изменении внешней нагрузки.

  Фирма также предлагает дополнительное оборудование к машинам: накидные резиновые гусеничные ленты для увеличения проходимости (удельное давление при этом снижается с 1,4 до 0,09 МПа); дизельный модуль вместо электромотора или дизель-электрическую установку. Для обоих случаев предусмотрено место монтажа. Для работы при высоких температурах гидросистема может быть снабжена дополнительным охладителем рабочей жидкости, а безотказная работа гидромолота и привода хода, расположенного в ходовой раме, обеспечивается за счет обдува сжатым воздухом элементов гидросистемы. Гидромолот может поставляться с системой водяного опрыскивания для связывания пыли. Работа этой системы автоматически синхронизируется с работой гидромолота.

 Технические характеристики машин Brokk 80 и Brokk 250

 На ряде погрузочно-разгрузочных или монтажных работ, например при погрузке скрапа, разгрузке вагонов, укладке строительных элементов в глубокую и узкую траншею, т.е. везде, где рабочий орган экскаватора находится вне зоны видимости из кабины машиниста, все большее применение находят два способа улучшения обзорности. Такие фирмы, как Atlas, Fuchs (ФРГ), используют на серийных экскаваторах подъемные кабины (рис.7). В зависимости от условий работы эти кабины могут быть установлены на значительной высоте стационарно либо с возможностью регулирования при смене строительной площадки и объекта работы.

Рис.7. Подъемная кабина экскаватора 1704 фирмы Atlas (ФРГ)

  Подъем кабины осуществляется гидравлически либо механизмом телескопирования, либо пантографической системой подвески кабины. Максимальное изменение величины подъема колеблется для различных моделей экскаваторов в пределах 1500...2200 мм. Гидросистема механизма подъема кабины обеспечивает плавность ее движения и остановки, для предотвращения просадок и произвольного опускания кабины используются гидрозамки. Гидропривод такого экскаватора оборудуется гидрораспределителями с гидравлическим или электрогидравлическим дистанционным управлением, позволяющим осуществить гибкую связь между золотниками распределителей и ручками управления.

  Другим способом улучшения обзорности объекта работы является перемещение оператора из кабины экскаватора непосредственно к объекту вместе с пультом управления, как это делается, например, при управлении машиной Brokk 250.

  Дистанционное управление предполагает обязательное управление основными движениями экскаватора (элементами рабочего оборудования, поворотной платформой), но может иметь расширенные функции вплоть до осуществления запуска и остановки дизеля, включения звукового сигнала, управления рулевыми колесами при передвижении. Передача управляющих сигналов (команд) с выносного пульта управления может быть осуществлена по многожильному электрическому кабелю или стекловолоконному кабелю, а также по специальным радиоканалам. В первом случае дальность управления экскаватором составляет 25...40 м, во втором - 25...100 м (максимально возможная дальность до 1500 м).

  Дистанционное управление с выносного пульта требует использования в гидроприводе экскаватора электрогидравлической системы управления аппаратами, которые осуществляют регулирование скорости движения исполнительных механизмов: гидрораспределителями, насосами, клапанами. Для точного наведения рабочего органа экскаватора на объект или установки последнего в заданное положение система электрогидравлического управления должна обеспечить в широком диапазоне пропорциональность между величиной отклонения управляющей рукоятки от нейтрального положения и скоростью движения исполнительного органа.

  Такие системы созданы как за рубежом, так и в СССР. Принципиальная схема дистанционного (проводного) управления, разработанная фирмой Rexroth (ФРГ) для экскаваторов фирм Liebherr и Atlas (ФРГ), приведена на рис.8. Здесь гидрораспределители с гидравлическим управлением оборудованы специальными крышками (адаптерами), на которых смонтированы редукционные клапаны и приводные пропорциональные электромагниты. При отсутствии тока в катушках электромагнитов пружины распределителей устанавливают золотники в нейтральное положение. Отклонение управляющей рукоятки приводит к появлению электрического сигнала определенной величины. Пройдя через встроенный в рукоятку электронный усилитель, сигнал попадает по проводам к тому или иному электромагниту. Смещение якоря электромагнита приводит к изменению действующего усилия на золотнике редукционного клапана, а следовательно, и давления в торце золотника силового гидрораспределителя. Перемещение золотника позволяет подключить исполнительный гидродвигатель к насосу и обеспечить скорость движения исполнительного механизма, пропорциональную величине отклонения рукоятки управления.

Рис.8. Блок-схема электрогидравлического пропорционального управления фирмы Rexroth (ФРГ):

 1 - ручка управления со встроенным электронным усилителем; 2 - выключатель; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - контрольная лампа; 5 - блок предохранителей; 6 - гидравлический распределитель; 7 - пропорциональный электромагнит с редукционным клапаном

  Для работ, связанных с разработкой траншей под трубопроводы и отрывкой котлованов под основания сооружений на морском шельфе, нашли применение одноковшовые гидравлические экскаваторы, оборудованные системой следящего управления.

  На небольших глубинах забор воздуха для питания дизельной силовой установки осуществляется через специальную трубу. При глубинах более 6 м силовая установка имеет привод от электродвигателя и кабельное электропитание. Управление процессом копания экскаватора, оснащенного системой пропорционального электрогидравлического управления, осуществляется по кабелю или радиоканалу. Фактическое положение машины и рабочего органа под водой контролируется с помощью дисплея (патент E02F3/36 N 55-24531 фирмы Hitachi, Япония), на котором в определенном масштабе изображается рабочее оборудование и поверхность передвижения машины (рис.9). Электрическая следящая система связывает положение каждого элемента рабочего оборудования с соответствующим элементом макета таким образом, что на проекционном экране пульта управления отображается перемещение ковша, т.е. траектория движения его режущей кромки.

Рис. 9. Система дистанционного управления подводным экскаватором по патенту E02F3/36 N 55-24531 (Hitachi, Япония)

  Система телеуправления экскаватором для подводных работ по патенту E02F 5/00 N 55-10738 (Япония) предполагает визуальное наблюдение оператором за движениями рабочего органа и поворотной платформы небольшой модели экскаватора, устанавливаемой непосредственно перед пультом управления и имеющей электрическую следящую связь с соответствующими элементами экскаватора.

  Для постоянного ухода за прилегающими к автомагистралям участками фирма Mulag (ФРГ) выпускает специальную машину (рис.10), представляющую собой смонтированные на автомобильном шасси неполноповоротный экскаватор и кузов самосвала. В транспортном положении платформа экскаватора с кабиной машиниста и рабочим оборудованием располагается за кабиной автомобиля в габарите 2,5 м по ширине. Для работ, связанных с экскавацией грунта, экскаватор выдвигается по телескопическим направляющим с помощью гидроцилиндра поперек автомобиля в правую по ходу движения сторону. Экскаватор имеет ряд сменных профильных ковшей и быстросъемное приспособление для их замены, возможна установка ковшей под углом к плоскости копания. Насосная станция приводится от двигателя автомобиля.

Рис.10. Экскаватор фирмы Mulag (ФРГ) дли работ по обустройству дорог

  Поскольку и автомобиль и экскаватор обслуживаются одним оператором, кабина экскаватора не имеет дверей, ее заменяет проем в задней части кабины. Это дает возможность оператору быстро переходить с одного рабочего места на другое.

  Загрузка продуктов уборки осуществляется в специальный кузов-самосвал. Так как кузов установлен на поворотном устройстве, выгрузка содержимого в транспорт может осуществляться либо назад, либо вбок с поворотом на угол до 90° в зависимости от ширины проезжей части или обстановки на дороге. Емкость кузова 3,5 м. Транспортные габариты машины зависят от типоразмера используемого автомобильного шасси и составляют для машины, показанной на рис.10, 6700х2500х3450 мм. Максимальная глубина копания 2,7 м. Конструкция машины позволяет ей работать между деревьями, дорожными знаками, оградами без применения ручного труда. Отсутствие поворачивающейся платформы и большая собственная устойчивость обеспечивают ее использование на дорогах с крутыми подъемами и спусками.