СОБЫТИЯ

Россия останется главным поставщиком газа в Европу как минимум до 2040 года

РФ вплоть до 2040 года останется основным поставщиком газа в ЕС, несмотря на значительное снижение спроса на голубое топливо в Европе. Об этом сообщается в прогнозе Международного энергетического агентства (МЭА). По его оценке, спрос на газ в ЕС ...

Доходы России от экспорта нефти в январе-сентябре выросли более чем на треть

Доходы РФ от экспорта нефти в январе-сентябре выросли на 37,7% по сравнению с аналогичным периодом 2017 года, до $94,056 млрд. Об этом свидетельствуют данные Федеральной таможенной службы. Общий объем экспорта нефти за указанный период составил ...

Омский НПЗ и Минприроды подписали соглашение об экологическом партнерстве

В Омской области заключено первое соглашение в сфере экологического партнерства между Минприроды и крупнейшим промышленным предприятием региона. До конца года подобные документы подпишут еще 20 компаний, имеющие выбросы загрязняющих веществ в ...

Россия не готова к освоению арктического шельфа?

В Москве прошел V международный форум «Геологоразведка 2018», участники которого обсудили перспективы освоения континентального шельфа, проблемы финансирования и технологической оснащенности отрасли. Если не принять меры по ...

«Газпром нефть» инвестирует 400 млрд. рублей в развитие Ямала

Около 400 млрд рублей инвестирует «Газпром нефть» в развитие «Нового Порта» и смежных проектов в ближайшие пять лет. Об этом шла речь на совещании с участием губернатора ЯНАО Дмитрия Артюхова и первого заместителя ...

Экскаваторы­-амфибии и эволюция амфибийных шасси для спецтехники

ВАСИЛЕНКО С.Э., генеральный директор ООО «ГраффТ»

Экскаваторы­-амфибии и эволюция амфибийных шасси для спецтехники

На сегодня экскаватор является самой распространенной и востребованной строительной техникой в мире. Недаром производителей экскаваторов гораздо больше, чем других типов спецтехники. Экскаваторы работают на строительстве и сносе зданий, строительстве дорог, прокладке кабелей, нефтегазопроводах, на добыче полезных ископаемых и т.д. Но есть один недостаток для этой спецтехники. Для работы экскаватора нужен твердый грунт, прочная опора.

В нашей стране множество болот, которые на профессиональном языке
называются слабонесущими грунтами. И по этим болотам и подземным речкам проходят дороги, нефтегазопроводы, на них строятся различные сооружения. Большинство нефтяных месторождений находится именно в такой зоне слабонесущих грунтов. Кроме того, болото – это источник полезных ископаемых, таких как торф и сапропель. Их добыча также осложнена из­за труднодоступности для экскаватора. Проблему пытаются решить с помощью широких «болотных» траков, увеличивая площадь опоры и снижая, таким образом, давление на грунт. Но эта мера оправдывает себя только с достаточно плотными грунтами. К тому же болото не однородно и плотность грунтов непредсказуемо меняется. Существуют так называемые «линзы», или пространства, где только сверху травянистый дерн, а под ним киселеобразная масса или вода. На болотах техника регулярно уходит на дно, зачастую это заканчивается гибелью людей. И вот в 2008 году на российском рынке появился новый продукт – экскаватор­амфибия.

Так что же такое – экскаватор­амфибия? По сути, это все тот же полноповоротный одноковшовый экскаватор с измененной ходовой тележкой, которая представляет собой заполненную воздухом полую конструкцию – понтон, обеспечивающую плавучесть технике.

Данная амфибия представляет собой конструктор. С экскаваторов известных брендов снимается головная часть и ставится на понтонно­гусеничную ходовую – таким образом мы получаем экскаватор­амфибию. Этот процесс аналогичен смене резины на автомобилях с шоссейных на грязевые, только понтонная ходовая получается гораздо больше стандартной тележки по своим габаритам. Поэтому правильнее было бы сравнить этот процесс с переоборудованием автомобилей на огромные болотно­вездеходные колеса, как это делают в Америке. Там такие монстры­автомобили так и называют – BIG FOOT или MONSTER TRUCKS.

Когда впервые видишь плавающий экскаватор­амфибию, невольно вспоминаешь танки Первой мировой войны, знакомые нам по кадрам черно­белых кино­хроник и художественных фильмов ушедшей эпохи.

Конструкция спецтехники действительно кажется внушительной. Как правило, на такой плавающий экскаватор устанавливают удлиненное рабочее оборудование, так как из­за большой по габаритам понтонной тележки стандартная стрела с рукоятью оказывается малопригодной для работ, тем более, если будут использоваться дополнительные понтоны с гидравлическими сваями.

Оператор такого плавающего экскаватора должен обладать рядом качеств. Во­первых, надо почувствовать, как говорят профессионалы, «габариты» экскаватора­амфибии. Были случаи, когда экскаваторщик отрывал трак у собственного понтона во время подъема ковша из­за привычки к старым размерам спецтехники. Во­вторых, работая на воде или на мочажинном болоте, амфибия постоянно меняет положение по горизонтали, иными словами – качается, как лодка в море. Напомню, что рабочая смена экскаваторщика может быть 10 часов, поэтому после такой длительной качки могут появиться симптомы обычной морской болезни. Не все готовы к этому чисто физически.

Итак, плавающий экскаватор­амфибия представляет собой крупную конструкцию с большими понтонно­гусеничными шасси и длинным рабочим оборудованием (стрела + рукоять), боковыми понтонами, из которых обычно торчат закольные сваи (в самой полной комплектации). Вот такая монстр­машина!

Как реализовывалась идея сделать экскаватор плавающим?

Производители понтонной ходовой пошли 2 путями:

1­е решение – взяв за основу стандартную ходовую, вписать ее в понтон.

Достоинства: прочная долговечная стандартная экскаваторная цепь, долговечные поддерживающие и опорные катки ходовой, легкая и понятная замена элементов ходовой. Возможно использование круглый год.

Недостатки: очень большой вес используемой стандартной ходовой, плохая проходимость в болоте (не тонет, но и не едет), абразивный износ нижней незащищенной части понтонной ходовой, возможно сквозной.

Для уменьшения веса конструкции производители вынуждены были использовать алюминиевые траки, которые быстро снашиваются. К тому же у данных конструкций трак короткий и идет посередине понтона, а не по всей его ширине, закрывает центральную часть понтонной ходовой, а края остаются незащищенными. Из­за этого амфибия не может разворачиваться в болоте, да и просто передвигаться, а вынуждена опираться на ковш при маневрах и передвижении. Как следствие – выход из строя рабочего оборудования. Если же глубина болота больше длины стрелы экскаватора, то такая техника обречена на неподвижность. Спасут ее или вертолет, или «слани» – это специальные полые конструкции из труб, на которые может заехать техника и, переставляя их, таким образом добраться до берега.

Но «слани» просто увеличивают опору и не спасут от глубины или от соскальзывания, если дно окажется неровным.

Еще один недостаток – короткий трак, закрывающий только сердцевину понтона. Это связано с тем, что стандартная цепь проходит посередине понтонной ходовой, и широкой трак окажется не только тяжелым, но и подверженным сильному воздействию на края – станет закручиваться, прогибаться, истирать основной понтон и т.д., из­за эффекта рычага. В слабом грунте короткий трак прорывает под понтоном канавку, и понтонная часть ходовой, не защищенная траками, полностью садится на грунт, лишая амфибию возможности к передвижению. К тому же из­за большого веса стандартных элементов ходовой (цепь, ролики, звезды…) необходим понтон большего размера, так как для плавучести требуется больше воздушного пространства. Вес общей техники дополнительно увеличивается, из­за чего длины понтонной ходовой требуется больше, но тем самым усиливается рычаг воздействия на центральную часть. Из­за этого в процессе эксплуатации возникает эффект разбалтывания понтонов, который механики окрестили «болтанием ластами».

Типичный представитель 1­го конструкторского пути – BigFloat, он же REMU.

2­е решение – максимально облегчить конструкцию для повышения плавучести в целом. Для этого полностью отказались от стандартной тяжелой ходовой. За основу был взят принцип транспортерной ленты, где ролики, находясь между пластинами цепи, катятся по поверхности, в данном случае по понтонной части.

Достоинства: низкий вес конструкции, высокая проходимость даже в болотах высшей 3­й категории топкости, низкое давление на грунт за счет того, что траки ходовой проходят по всей ширине понтона, которая доходит до 2­х и более метров.

Недостатки: 1. Быстрый износ роликов ходовой, цепи. Такая ходовая не рассчитана на большие километры пробега, ее задача войти в болото или воду и стоять. 2. Пригибание траков на каменистых участках, которые представляют собой полую квадратную металлическую трубу. Правда, для нивелирования этого недостатка иногда применяют пластиковые траки, которые, прогибаясь, возвращаются в исходное положение, но увеличивают износ роликов и цепи ходовой. 3. Ограниченно использование в зимний период из­за возможности примерзания цепи к понтону и поломки конструкции. Зимняя эксплуатация должна сопровождаться обогревом ходовой и внимательной работой – для предотвращения порчи понтона, хотя эти понтоны все же не для зимы.

Типичный представитель 2­го конструкторского решения – SwampKing.

Как видим, в каждом варианте есть свои достоинства и свои недостатки, которые взаимно исключали друг друга. Второй вариант до недавнего времени был более проработан и потому более распространен. Амфибия с облегченной понтонной ходовой становится действительно Амфибией. Этот экскаватор может пересекать болота любой категории топкости. Ограничением являются лишь низкие температуры. В зимний период цепь с грязью примерзает к понтону, что приводит к порче изделия. В пользу второго варианта говорит и тот факт, что производители в основном изготавливают именно эту конструкцию – как самую легкую для производства и расчета. К тому же подобная ходовая тележка из­за небольшого веса способна нести на себе базовую экскаваторную надстройку даже от 45­тонного экскаватора. Это подтверждает и мировой опыт производства. Компании, взявшие за основу 1­й путь, выпускают амфибии с базовыми экскаваторами не более 20 тонн.

В обоих вариантах для работы на воде глубиной до 4 ­ 5 метров (иногда глубина работ может быть более 5 метров в спец. исполнении) используются дополнительные боковые понтоны с закольными сваями.

Принцип работы их одинаков. Дополнительные боковые понтоны увеличивают площадь опоры на воде, а гидрозаколы являются якорями и одновременно опорой для работы экскаватора.

Количество закольных свай в стандартной комплектации – 2 штуки, по одному на дополнительный понтон. При увеличении глубин, на которых производятся работы, или для достижения большей устойчивости устанавливают 4 закольные сваи, по 2 штуки на каждый дополнительный понтон.

Однако в любом случае амфибия получается негабаритной. Ширина понтонно­гусеничного шасси в собранном виде составляет около 6 метров. Такую спецтехнику тяжело и очень дорого перевозить, особенно по дорогам общего пользования. Решения были найдены.

И опять это 2 принципиально разных способа удешевления перевозки плавающего экскаватора­амфибии.

1. Сборно­разборная конструкция, где каждая отдельная часть в габарите

Понтонная ходовая отстегивается от основной конструкции и перевозится отдельно.

Она раскладывается на головную экскаваторную надстройку, 2 поперечные балки и 2 гусеничных понтона (не включая дополнительные понтоны с заколами, которые считаются опцией и поставляются отдельно для заказчика, которому необходимо именно плавать на воде).

Все это перевозится на 2­х тралах, укладываясь в транспортный габарит.

Для крупногабаритной техники в допустимый тралом габарит, где ширина проходит необходимые стандарты, а высота ограничивается высотой трала или дополнительными мероприятиями по разборке экскаваторной установки, так как именно сама экскаваторная установка может оказаться слишком крупной для данного трала.

Сами понтоны однозначно укладываются в транспортный габарит и могут перевозиться как на трале, так и на грузовых автомобилях.

Достоинства:

– Простота конструкции, надежность, относительный малый вес техники.

Недостатки:

– Необходимо время и люди для разборки и сборки техники – 1 – 3 часа при хорошей квалификации.

– Наличие дополнительно крана грузоподъемностью не менее 40 тонн при 20­тонной базовой модели экскаватора. Возможно обойтись и 32­тонным краном, но требуется высокая квалификация крановщика.

– Небольшая потеря гидравлического масла при отсоединении и присоединении гидравлических шлангов основной конструкции к понтонам.

2. Сдвижная конструкция понтонной ходовой

В центральной платформе устанавливают гидроцилиндры, которые сдвигают и раздвигают понтонную ходовую, для того чтобы уложиться в транспортный габарит по ширине, который составляет 3,5 метра для трала.

Обычный габарит по ширине 2,5 метра, за больший надо дополнительно платить, но перевозчики, использующие тралы, как правило, уже оплатили эти разрешения до 3,5 метра.

Если груз будет шире, то потребуется уже индивидуальное спецразрешение, с согласованием маршрута следования с Федеральной дорожной службой Российской Федерации или с уполномоченным ею органом. Получив разрешение, перевозчик должен согласовать маршрут перевозки с Госавтоинспекцией, которая выдает специальный пропуск, подтверждающий право на движение транспортного средства.

Для обеспечения безопасности перевозки и сохранности дорожного полотна и инженерных коммуникаций на маршруте может потребоваться дополнительное согласование с органами управления автомобильными дорогами, владельцами искусственных сооружений (мосты, путепроводы, подземные трубопроводы и кабели, линии электроснабжения и связи и т.п.) и отделениями железных дорог.

Возможно, потребуется сопровождение автомобилями прикрытия с проблесковыми маячками оранжевого или желтого цвета и машинами ГИБДД. Процесс оформления разрешений на перевозку крупногабаритных и тяжеловесных грузов и всех необходимых согласований в зависимости от категории грузов (массы и размеров автотранспортного средства) может длиться от 10 до 30 дней. А это дорого и долго. Поэтому­то так важны эти 3,5 метра по ширине для компаний, перевозящих спецтехнику.

Понтоны для этого стараются сделать уже и длиннее, оставив то же количество воздуха. Такая конструкция оказалась хороша и для работы в каналах, где необходимо регулировать ширину колеи в процессе работы. Однако по высоте экскаватор­амфибия обычно не проходит, так как для этого требуется низкорамный трал, а таких в России практически нет. Но на это закрывают глаза, ставя главным снизить ширину до требуемых 3,5 метра.

Достоинства:

– Мобильность, не требует дополнительных людей и техники для перемещения на место новой работы.

Недостатки:

– Усложнение конструкции и как следствие – частые поломки этого узла. Поломка гидроцилиндров, элементов платформы и т.д.

– Утяжеление техники из­за дополнительных узлов требует увеличения объема воздушного пространства, а сами узлы съедают полезное воздушное место в понтонной ходовой, что требует соответствующего удлинения самого понтона. В итоге экскаватор­амфибия все равно не укладывается в бесплатный транспортный габарит 2,5 метра за исключением маленьких моделей. Большие модели с головной частью от экскаваторов более 25 тонн не делают раздвижными из­за бесполезности данной опции: тяжелые понтоны и невозможность попасть в габарит трала 3,5 метра. А при больших размерах овчинка, как мы разобрали ранее, выделки не стоит, хотя технически возможно сделать конструкцию сдвижной. Но основная цель здесь – заведомые и недостижимые 3,5 метра, а не возможность изменять ширину в процессе работы плавающего экскаватора.

У каждого из представленных вариантов есть свои достоинства и недостатки, которые предлагается оценить конечному покупателю и определиться с выбором.

Советское наследие

Авторы всех выше представленных понтонных ходовых сплошь иностранцы. Это американцы, голландцы, немцы, китайцы, малазийцы... Однако еще в СССР были изобретены уникальные амфибийные шасси, которые зарекомендовали себя великолепно, но не получили должного развития из­за ограниченности заказов (это были пилотные проекты) и наступившей «перестройки», которая похоронила все начинания.

Это шагающие амфибии БШМ тверского завода и шнекоходы завода ЗИЛ. И та, и другая амфибия абсолютно проходима и использует противоположные принципы работы.

БШМ шагает понтонами поочередно, приподнимая то большой центральный понтон­башмак, то боковые понтоны­ноги, которые меньше по размеру. Он поэтому нигде не завязнет.

Недостаток: маленькая скорость и небольшая полезная нагрузка. Однако, на наш взгляд, эта конструкция просто недооценена и не прошла процессы модернизации, как это бывает в серийных вариантах выпуска.

Шнекоходы ЗИЛ и др., напротив, очень быстры. Чем грязнее, тем лучше их ходовые свойства. На бездорожье такая техника развивает скорость до 65 км/ч, на воде – до 16 км/ч.

Принцип работы такой техники в следующем: вместо гусениц устанавливают 2 понтона с навитой спиралью в виде шнека, как в мясорубке.

Такая техника не знает препятствий. Единственное ограничение передвижения – это асфальт. К сожалению, и эта техника не была выпущена в серию и не прошла все процессы модернизации.

Благо сегодня появились компании, специалисты которых изучают мировой и российский опыт, посещают зарубежные и отечественные предприятия, лично знакомятся с инженерами­конструкторами, выпускавшими эти уникальные амфибии в советское время, присутствуют на испытаниях и демонстрациях уникальной отечественной техники. И, возможно, в ближайшее время удастся возобновить производство и совершенствование этих удивительных машин в нашей стране.

 

NGS3(32) 2018


Категория статьи: Технологии

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика