Шагающие экскаваторы

Про шагающие экскаваторы известно все и ничего. Даже дети слышали про них, а все взрослые хоть раз видели в программе "Время". С другой стороны, всех ставит в тупик простейший вопрос: "Так как же они шагают?"

"Я видела шагающий экскаватор", - заронила надежду главный редактор "Ведомостей" Татьяна Лысова. "Ну и как он шагает?" - поинтересовался я. "Знаешь, он сидел", - в легком замешательстве ответила она. Через сутки я уже стоял перед проходной екатеринбургского НИИтяжмаша, разработчика всех российских шагающих гигантов. Мне хотелось получить ответ на мучивший меня вопрос. Я был первым человеком, который пришел в НИИ с таким вопросом за последние 25 лет.

Ровно столько разрабатывает шагающих гигантов главный конструктор проекта Виктор Кострицкий. Раньше его группа насчитывала 16 человек, сейчас он один. "Я уйду, и некому будет делать механизмы шагания", - с грустью говорит он.

Тысячетонные гиганты

При весе свыше 800 т проверенные гусеничные решения перестают работать. Дело в том, что давление на грунт должно быть около 2 кг/см'. Для этого траки у гусеницы приходится делать очень широкими, и под гигантской нагрузкой они начинают загибаться по краям. Выход из положения - замена гусеничного привода на механизм шагания.

Первый гидравлический привод шагания придумал уралмашевский конструктор Тимофей Исаев сразу после войны. Машина "ЭШ 14.70" использовалась для прокладки Беломорско-Балтийского канала. Кстати, в названиях экскаваторов первая цифра означает всегда объем ковша в кубометрах, а вторая - вылет стрелы.

Наибольшее распространение получил трехопорный механизм шагания. Такой экскаватор передвигается по принципу волочения, напоминая героического летчика Маресьева, который подтягивал тело при помощи рук. В стационарном состоянии шагающий экскаватор опирается на гигантское круглое основание, на котором он может крутиться в разные стороны, как морское орудие. По бокам гиганта в приподнятом состоянии находятся две небольшие ноги. Если же ему надо передвинуться, то два мощных масляных гидравлических поршня домкрата приподнимают переднюю часть экскаватора. При этом начинает подтягиваться по земле корма. Когда поршни начинают опускать переднюю часть, экскаватор под своим весом перемещается вперед. Высший пилотаж - так называемое пологое качание, при котором корпус практически не приподнимается, позволяет снизить коэффициент давления на грунт в 1,6 раза. Самым большим на сегодняшний день трехопорником является 3400-тонный экскаватор "ЭШ 40.100" Но трехопорная схема работает при весе машины до 4,5 тыс. т. При большем весе задняя кромка начинает сильно уходить в землю и грести перед собой грунт. Этот земляной вал инженеры называют призмой волочения.

Для преодоления такого эффекта применяют уникальный четырехопорный механизм шагания с полным отрывом базы от земли. Впервые в России он был применен на гигантском "ЭШ 100.100" массой 11 тыс. т, выпущенном в 1969 году. Сейчас этот экскаватор списан и действующий рекорд принадлежит "ЭШ 65.100", работающему в Тулунском разрезе. А самый большой четырехопорник в мире - Big Maskie - построили американцы. Но, когда его проектировали, были допущен просчеты, и при подъеме супертяжелого корпуса основание не выдержало и деформировалось - рекордсмена пришлось демонтировать.

Кстати, американцы используют не гидравлический, а механический эксцентриковый привод шагания. Плюсы эксцентриковых экскаваторов в том, что они более шустрые, способны развивать скорость до 200 м/ч (против 80 м/ч у гидравлических). Минус - трасса для них должна быть гораздо лучше подготовленной, иначе экскаватор может забуксовать. А буксующие 11 тысяч тонн - поверьте, зрелище величественное. Гидравлические ноги способны выдвигаться на разную высоту, и поэтому пробуксовка российских шагающих экскаваторов исключена. Впрочем, на Тяжмаше присматриваются к эксцентриковой схеме и даже выпустили малютку "ЭШ 11.75" на таком шасси. Причина проста: эксцентрики дешевле. Насколько отечественный механизм похож на американский, никто сказать не может. Несколько лет назад группа российских руководителей побывала на американском шагающем экскаваторе, а американцы - на нашем. Ни та ни другая стороны инженеров с собой не брали. Поэтому механизм шагания американских экскаваторов остался загадкой для нас, а российских - для них.

И последний вопрос который я задал Виктору Кострицкому: "Как далеко может уйти экскаватор?" За свою жизнь экскаваторы проходят под сотню километров, а действующий рекордсмен "ЭШ 65.100" уже преодолел этот рубеж. Но ушагать совсем далеко не получится: от каждого экскаватора к ближайшей электростанции тянется толстый кабель - своеобразный поводок для последних гигантов.