На сегодня экскаватор является самой распространенной и востребованной строительной техникой в мире. Недаром мы найдем производителей экскаваторов наибольшее количество, по сравнению с производителями 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 техники.
Для работы экскаватора нужен твердый грунт, прочная опора. В нашей стране множество болот, которые называются на профессиональном языке: «слабонесущие грунты». И по этим болотам и подземным речкам проходят дороги, по ним проходят наши 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 так же затруднена из за 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 не предсказуемо меняется. Существуют так называемые «линзы», или пространства где только сверху травянистый дерн а под ним киселеобразная масса или вода. Экскаватор неминуемо тонет в такой ловушке. Техника регулярно уходит на дно на болотах, зачастую это заканчивается гибелью людей. Я лично наблюдал затонувшие экскаваторы, общался с людьми, которые по 4 раза оказывались погруженными в болотистую жижу, дышали через брошенный шланг в надежде на спасение и были спасены. Эти герои в почете у коллег и начальства, но опыт порой играет и негативную роль. Как-то мне сообщили о гибели такого «бывалого» оператора, который не стал торопиться покинуть кабину, как это делают новички, а спокойно и методично стал собирать документы по кабине (восстанавливать их хлопотное занятие) и.... не успел... Глубина местности и температура не оставили шансов. Болото не прощает фамильярности.
Мы решили найти способ избежать риска потери техники и людей при работе на болотах и обратились к мировому опыту. И вот в 2008 году компания «ГраффТ» задекларировала возможность поставки на российский рынок, СНГ и страны бывшего СССР экскаваторов-амфибий. Новшество встретили с интересом и опасением. Никто не хотел быть первым подопытным. Новый продукт всегда сложно продвигать на рынок. На сегодня, когда амфибии прочно вошли в строительный рынок, у нас появились и подражатели и конкуренты. Тем не менее, мы являемся лучшей компанией в данном сегменте и всегда на шаг опережаем конкурентов. Так как опыт и знание тонкостей изготовления понтонного шасси, в том числе понимание особенностей эксплуатации в российских условиях, дают нам возможность совершенствовать конструкцию понтонной ходовой и амфибии в целом.
Так что же такое экскаватор-амфибия?
По сути это все тот же полноповоротный одноковшовый экскаватор с измененной ходовой тележкой, которая представляет собой заполненную воздухом полую конструкцию — понтон, обеспечивающую плавучесть техники. По сути, данная амфибия представляет собой конструктор. С экскаваторов известных брендов снимается головная часть и ставится на понтонно-гусеничную ходовую, которая напоминает танк первой мировой войны. Таким образом мы получаем Экскаватор — амфибию. Этот процесс аналогичен смене резины на автомобилях с шоссейных на грязевые, только понтонная ходовая получается гораздо больше стандартной тележки по своим габаритам. Это обусловлено тем, что количество воздуха в понтонных резервуарах должно быть достаточным для удержания конструкции на плаву, включая груз на ковше и усилие на отрыв ковша.
Далее производители понтонной ходовой пошли 2 путями.
Достоинства: прочная долговечная стандартная экскаваторная цепь, долговечные поддерживающие и опорные катки ходовой, легкая и понятная замена элементов ходовой. Возможно использование в зимний период.
Недостатки: Очень большой вес используемой стандартной ходовой, плохая проходимость в болоте (не тонет, но и не едет), абразивный износ нижней не защищенной части понтонной ходовой возможно сквозной.
Для уменьшения веса конструкции, производители вынуждены использовать алюминиевые траки, которые быстро снашиваются. К тому же трак короткий идет по середине понтона, а не по всей его ширине. Трак закрывает центральную часть понтонной ходовой, а края остаются незащищенными. Из за 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 таким образом переставляя их добраться до берега. Еще один недостаток короткий трак, закрывающий только сердцевину понтона. В слабом грунте трак прорывает под понтоном канавку и понтонная часть ходовой не защищенная траками полностью садится на грунт, лишая амфибию возможности к передвижению. К тому же из за большого веса стандартных элементов ходовой (цепь, ролики, звезды....) понтон необходим большего размера. Так как для плавучести требуется больше воздушного пространства. Вес общей техники дополнительно увеличивается, увеличивается длина понтонной ходовой увеличивая рычаг воздействия на центральную часть. Из за этого в процессе эксплуатации возникает эффект разбалтывания понтонов.
Типичный представитель первого пути Big Float он же REMU.
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 3-й категории топкости, низкое давление на грунт за счет того что траки ходовой проходят по всей ширине понтона, которая доходит до 2-х и более метров.
Недостатки: быстрый износ роликов ходовой, цепи. 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. Ограниченно использование в зимний период из за возможности примерзания цепи к понтону и поломки конструкции. Зимняя эксплуатация должна сопровождаться обогревом ходовой и внимательной работой, для предотвращения порчи понтона.
Типичные представители второго пути — Amphimaster и Swampking.
На наш, экспертный взгляд, второй вариант более продуман и перспективен. Амфибия с облегченной понтонной ходовой становится действительно Амфибией. Этот экскаватор действительно может пересекать болота любой категории топкости. Ограничением являются 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 востребованную. К тому же подобная конструкция из за небольшого веса способна нести не себе базовую экскаваторную надстройку от 45-тонного экскаватора. Это подтверждает и мировой опыт производства. Компании взявшие за основу 1 путь выпускают амфибии с базовыми экскаваторами не более 20 т.
В обоих вариантах, для работы на воде используются дополнительные боковые понтоны с закольными сваями. Принцип работы их одинаков. Однако техника получается не габаритной. Ширина на понтонно-гусеничном шасси составляет около 6 метров. Такую спецтехнику тяжело и очень дорого перевозить, особенно по дорогам общего пользования. Решение было найдено.
И опять это 2 принципиальных способа удешевления перевозки амфибии.
1. Сборно-Разборная конструкция
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 2-х тралах укладываясь с 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 фурах.
Достоинства: Простота конструкции, надежность, относительный малый вес техники.
Недостатки: Необходимо время и люди для разборки и сборки техники 2-3 часа при хорошей квалификации. Наличие дополнительно крана грузоподъемностью 40 т. При 20 т. базовой модели экскаватора. Возможно обойтись и 35 т. экскаватором, но требуется высокая квалификация крановщика. Небольшая потеря гидравлического масла при отсоединение 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 чтоб уложиться в транспортный габарит, понтоны стараются сделать уже и длиннее, оставив то же количество воздуха. Такая конструкция оказалась хороша и для работы в каланах, где необходимо регулировать ширину колеи в процессе работы.
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.... Утяжеление техники из за дополнительных узлов требует увеличения объема воздушного пространства. Амфибия все равно не укладывается в бесплатный транспортный габарит 2.50 за исключением маленьких моделей. Большие модели не делают раздвижными из за бесполезности данной опции — тяжелые понтоны и невозможность попасть в габарит.
У каждого из представленных вариантов есть свои достоинства и недостатки, которые предлагается оценить конечному покупателю и определиться с выбором.
Авторы подобной понтонной ходовой сплошь иностранцы. Это американцы, голландцы, китайцы, малазийцы. Однако еще в СССР были изобретены уникальные амфибийные шасси, которые зарекомендовали себя великолепно, но не получили должного развития из за 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 проходимы и используют противоположные принципы работы. БШМ шагает понтонами поочередно приподнимая то большой центральный, то боковые которые меньше по размеру. Он поэтому нигде не завязнет. Недостаток маленькая скорость 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-2906 (29061) и др., напротив очень быстры. Чем грязнее тем лучше их ходовые свойства. На дороге он 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 — асфальт. К сожалению, и эта техника не была выпущена в серию и не прошла все процессы модернизации.
Специалисты ООО «ГраффТ», изучая мировой и российский опыт посетили множество зарубежных предприятий по выпуску амфибий. Посетили и российские заводы и лично познакомились с инженерами-конструкторами, выпускавшими эти уникальные амфибии, присутствовали на испытаниях этой техники. В планах нашей компании продолжить русские традиции и возобновить производство уникальных амфибий в нашей стране.