В 1952
году отделом кранов и
экскаваторов
Всесоюзного
Научно-Исследовательского
Института
строительного и
дорожного
машиностроения
разработан
технический проект
гидравлической лопаты
с ковшом ёмкостью 0,15
м3. Главная
особенность -
применение
прогрессивного по тем
временам объемного
гидравлического
привода. Все движения
рабочих органов
осуществляются при
помощи гидроцилиндров
или, следуя
терминологии времени -
гидравлических
домкратов, что
позволило исключить
шестеренчатые и
зубчатые передачи,
валы, барабаны и
другие сложные
механизмы управления,
характерные для
механического
привода. Повышенные
эксплуатационные
качества достигнуты
за счет отсутствия
быстроизнашивающихся
стальных канатов,
фрикционов и т.п. Новую
машину отличали малые
габаритные и весовые
параметры, а
применение в качестве
хода полноприводного
грузового автомобиля
Горьковского завода,
добавило ещё
несколько
положительных
моментов: высокую
маневренность,
отличную проходимость
и большую
транспортную
скорость. Гидравлическая
лопата получила
индекс Э-151: "Э" -
экскаватор; "15" -
емкость ковша в
декалитрах, равная 0,15
м3; "1" - модель
первая. В качестве
сменного рабочего
оборудования в
комплекте машины ковш
для земляных работ и
крюк для подъема
грузов. Ковш может
монтироваться по
схеме как прямой, так и
обратной лопаты.
Наибольшая высота
копания при оснащении
прямой лопатой 2,0 м.
Такой же показатель,
но только глубины
копания, при работе
обратной лопатой.
Теоретическая
производительность
18-24 м3 грунта в час,
грузоподъёмность с
крановым
оборудованием - 1 т.
Столь скромные
показатели раскрывали
основное назначение
машины - для
механизации земляных
работ малых объемов в
городах и сельской
местности.
Планом
на 1953 год
предусматривалось в
сентябре месяце
изготовить, а в ноябре
- провести приемочные
испытания опытного
образца
гидравлической
лопаты. Однако,
технический совет
ВНИИстройдормаша,
исключил возможность
её применения в
народном хозяйстве
из-за слишком малой
абсолютной
производительности,
хотя это было заложено
ещё на стадии
проектирования.
Решающим стал
экономический фактор -
оценка по
относительной
производительности
(м3/час на 1 т
собственного веса),
характеризовавший Э-151
как технически
отсталую землеройную
машину по сравнению с
существующими
экскаваторами. Здесь
нет ничего
удивительного - с
начала 50-х годов
разработка
экскаваторов в СССР
была поставлена,
выражаясь современным
языком, "на
поток". Шли
постоянные
эксперименты по
системам приводов,
управления,
механизмам
передвижения и проч.,
т.е. поиск оптимальных
по конструкции и
эксплуатационным
качествам машин.
Гораздо дешевле и
эффективней оказалось
применение в качестве
базы для
гидравлических
экскаваторов колесных
тракторов и именно по
этому пути
продолжилась
дальнейшая работа.
Вопрос об
изготовлении опытного
образца Э-151 был снят.
Таким образом,
конструкция
гидравлической лопаты
вдохнула "жизнь"
в последующие
разработки, а для неё
самой эта "жизнь",
вообщем-то,
закончилась.
И
пылилась бы
документация в архиве,
если бы машиной не
заинтересовались
военные. Опыт недавно
законченной войны
требовал скорейшего
оснащения армии
высокоэффективными
механизмами.
Предполагаемая
высокая мобильность
Э-151 вполне
соответствовала
требованиям
инженерных войск. Но,
для решения вопроса о
применении
гидравлической лопаты
на военно-инженерных
работах, только этого
недостаточно -
следовало практически
оценить её
работоспособность
как, собственно,
машины для экскавации
грунта. Главвоенстрой
Министерства Обороны
СССР принимает
решение о скорейшем
изготовлении
гидравлической лопаты
Э-151 для проведения
всесторонних
испытаний. В первой
половине 1953 года
учебно-производственными
мастерскими
Московского
Авиационного
института, в основном
соответствуя чертежам
ВНИИстройдормаша,
машина была создана.
Рассмотрим
конструкцию более
подробно. Э-151 состоит
из рабочего
оборудования, привода
к нему, поворотной
платформы и ходовой
части. Привод к
рабочему оборудованию
- гидравлический, с
отбором мощности от
двигателя базового
автомобиля,
посредством коробки
скоростей, двух
зубчатых колес и
редуктора. Вал отбора
мощности проходит
через центральную
цапфу поворотной
платформы и приводит в
движение три
лопастных
гидравлических
насоса. Из них два
насоса
производительностью
100 л/мин - для подъема
или опускания стрелы и
рукояти; третий насос
производительностью 18
л/мин - для поворота
платформы. Каждый
насос соединен
гидропроводами,
проходящими через
пульт управления, с
гидроцилиндром
соответствующего
действия. Экскаватор
неполноповоротный -
допускает поворот
рабочего оборудования
вправо на 100 град. и
влево на 180 град. от
продольной оси. Шасси
автомобиля повышенной
проходимости ГАЗ-63
использовано без
каких либо изменений в
его ходовой части, но с
укороченной на 0,5 м
рамой. Габаритные
размеры: продольная
база хода 2800 мм, высота
3430 мм, ширина 2000 м. Вес
4900 кг. Транспортная
скорость 50 км/час.
|
Кинематическая
схема
гидравлической
лопаты Э-151 |
Испытания
опытного Э-151
проходили с 14 июля по 15
октября 1953 года в
различных районах
Московской области:
Кузьминки, Алабино,
Монино, Кашира и др. За
этот период образец
проработал всего ... 51
час чистой работы.
Такой низкий
коэффицент
использования машины
объясняется, главным
образом, тем, что в
процессе испытаний
производилась доводка
машины и устранялись
дефекты в конструкции.
Рабочим
оборудованием,
смонтированным по
схеме прямой лопаты,
вполне
удовлетворительно
разрабатывался рыхлый
грунт и погрузка
последнего в кузов
автосамосвала. В более
плотных грунтах
машина работала
неустойчиво: во время
резания вывешивался
передний мост, и
начиналось
опрокидывание. Как
следствие, это
способствовало
заметному снижению
производительности.
|
|
Гидравлическая
лопата Э-151 с
рабочим
оборудованием,
смонтированным по
схеме прямой
лопаты |
Гидравлическая
лопата Э-151 в
работе с рабочим
оборудованием
прямой лопаты -
конец наполнения
ковша |
|
Рабочие
размеры прямой
лопаты |
Недостаточная
устойчивость
наблюдалась и при
подъеме максимального
груза (1 т) крюком
кранового
оборудования, что
происходило из-за
сравнительно
небольшой опорной
базой машины при малом
собственном весе.
|
Рабочие
размеры крана |
При
работе оборудованием
обратной лопаты,
несколько снизилось
влияние недостаточной
устойчивости машины
на её
производительность.
Правда, и при работе
обратной лопатой
наблюдалось
вывешивание, но уже не
переднего, а заднего
моста машины. Здесь
причина не только в
малом весе машины, но и
в неудачной
конструкции самого
ковша - отсутствия
заднего угла резания.
При начале наполнения
его передняя стенка
упиралась в грунт
забоя и
препятствовала
врезанию зубьев,
приводя к вывешиванию.
Это обстоятельство в
какой-то степени
способствовало в
невозможности
достижения проектной
глубины копания:
машина не могла
отрывать траншеи
глубиной более 1,7 м (2,0
м по проекту).
|
|
Гидравлическая
лопата Э-151 в
работе с рабочим
оборудованием,
смонтированным по
схеме обратной
лопаты |
Гидравлическая
лопата Э-151 в
работе с рабочим
оборудованием
обратной лопаты -
конец наполнения
ковша |
|
Рабочие
размеры обратной
лопаты |
Так
же на испытаниях не
удалось достичь
проектной
продолжительности
рабочего цикла (22 сек),
которое составило,
фактически, 30 сек, т.е. 2
цикла в минуту. Таким
образом,
гидравлический привод
машины обладал
существенным
недостатком - малой
скоростью движения
элементов рабочего
оборудования. Этим,
собственно, и
объясняется довольно
низкая средняя
производительность и
увеличенная
продолжительность
рабочего цикла. В
дополнение,
необходимо указать на
принципиальную
новизну конструкции
экскаватора и
отсутствие у
машиниста необходимых
навыков в работе с ним.
Положительными
качествами
гидравлической
лопаты, как уже
указывалось, являлись
её мобильность и
маневренность,
выраженные в
способности быстро
передвигаться по
хорошим дорогам и
оперативно переходить
из походного
положения в рабочее и
наоборот. За время
испытаний машина
прошла самоходом
около 700 км. Скорость
движения по
бездорожью в условиях
осенней распутицы
составляла около 8
км/час, а по
асфальтированному
шоссе - достигала 50
км/час.
Выводы
совместной комиссии
Инженерного Комитета
ИВ и ВНИИстройдормаша
по результатам
испытаний следующие.
Оценка военных:
работоспособность
машины не
соответствует
характеру земляных
работ, выполняемых при
инженерном
обеспечении боя.
Рекомендовать её для
использования на
военно-инженерных
работах было бы
преждевременно.
Выводы гражданских:
несмотря на
положительные
качества,
гидравлическая лопата
обладает низкой
производительностью и
недостаточной
устойчивостью при
работе, что
дополнительно
усугубляется
отсутствием выносных
опор.
Несмотря
на это, специалисты
увидели поведение
новой машины в работе,
оценили
взаимодействие
различных узлов и
механизмов, проверили
работоспособность
гидравлического
привода. Инициатива
военных по
изготовлению опытного
образца Э-151,
несомненно,
заслуживает особого
уважения - один
натуральный образец
лучше десятка самых
тщательных расчетов.
Вторая "жизнь"
гидравлической лопаты
дала необходимый
практический материал
для развития и
дальнейшего улучшения
конструкций
землеройных машин
этого типа.
|