Экскаваторы применялись еще в Древнем Египте и Древнем Даже в наш космический век во многих случаях верна пословица: новое — это хорошо забытое старое. И как пример тому — история создания рабочих колес роторных экскаваторов.

Развитие таких колес было связано с различными типами водо- подъемников. Еще в древние времена в Египте и Китае для подъема воды на поля, расположенные на значительной высоте от водоема, применялись большие деревянные колеса с сосудами.

Ротор как механизм для выемки грунта родился, как н все виды экскаваторных машин, от землечерпалок, которые использовались при очистке водоемов, каналов и т. п.

Безусловно, на практике путь от водяного колеса до роторных землечерпалок н далее пролегал через значительное усложнение конструкции. Например, подшипники вала колеса должны были быть защищены от загрязнения. Кроме того, нужно было обеспечить легкое освобождение емкостей от грунта и т. д.

На рисунке Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.), который еще в 1500 году занимался углублением канала неподалеку от Милана, изображен один из первых роторных экскаваторов (рис. 1). 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: «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.

Примерно сто лет спустя в Италии начали широко использовать подобные машины.

Дальнейшим этапом развития следует, видимо, считать изобретение француза де ла Баапа. В 1718 году он построил рабочее колесо диаметром 3 м, которое было снабжено шестью черпающими железными коробами. Каждый короб имел шарнирно закрепленные открывающиеся днища.

В 1815 году был построен роторный экскаватор, известный под названием «Любекская мельница» (рис. 2). Среди проектов, достойных упоминания, — экскаватор с ветряным мельничным приводом Мартина Пельтира (рис. 3).

Экскаватор Пельтира имел нерегулируемое рабочее колесо диаметром 12 м. Отличительной особенностью конструкции было опорожнение ковшей вблизи оси колеса через его спицы. За счет этого достигалась небольшая вы- сота подъема грунта, а следовательно, и уменьшение мощностей привода.

В 1821 году в Берлине строительному инспектору Шваану, построившему уже многоковшовый цепной экскаватор для берлинского водного хозяйства, было поручено сооружение роторного экскаватора по проекту американца Форстора (рис. 4). 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».

Долгое время находился в эксплуатации экскаватор, построенный в 1827 году французом Бове для канала де Беаукаире (рис. 5). Этот экскаватор приводился в движение двумя лошадьми при помощи ворота. Крутящий момент передавался на колесо через пере даточный вал и соответствующий длинный шток с зубчатыми венцами, которые обеспечивали регулировку высоты подъема.

С начала XIX столетия роторные экскаваторы вытесняются многоковшовыми цепными. Это произошло из-за того, 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 (рис. 6). 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 инженеру Роберту Глогнеру был выдан французский патент на роторный экскаватор, у которого колесо располагалось независимо от транспортера. В 1909 году Глогнер получил на экскаватор 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. Но при всех достоинствах конструкция имела существенный недостаток: так как вал транспортера находился в одной плоскости с осью рабочего колеса, возникли трудности с перегрузкой добываемого материала из ковшей на транспортер. Только позже, в 1913 году, была решена эта проблема, когда появились ковши особой формы (рис. 7).

Диаметры рабочих колес изменяются в пределах от 2 до 18 м.

В СССР мощные роторные экскаваторы изготавливаются с рельсо-шагающим ходом. Производительность современных экскаваторов достигает 12—15 тыс. м3/ч, а экскаватор Бове, о котором речь шла выше, обеспечивал производительность 75 м3 в день!

Роторные экскаваторы применяются на карьерах для производства вскрышных и добычных работ.

На рисунке 8 изображен один из советских роторных экскаваторов ЭРГ1600.40/10.31.

ЮТ-05-1979