Экскаваторы-амфибии и эволюция амфибийных шасси для спецтехники

Экскаваторы-амфибии

Уважаемые друзья, нас окружает удивительный мир. Мы восхищаемся созданиями природы, ее красотой и совершенством, многообразием живых организмов, сложностью и практической специфичностью каждого из них. Ведь их разнообразие продиктовано и средой в которой они обитают, и условиями их существования и жизнедеятельности. Каждый создан для чего-то конкретного, под конкретные задачи, а потому уникален и почти совершенен, потому как процесс совершенствования никогда не прекращается. Но сегодня речь пойдет об амфибиях. О необычных и удивительных созданиях ума и рук человека. Почему о них? Потому, что мы их «выращиваем».

С уважением, Генеральный директор ООО «ГраффТ» Сергей Эдуардович Василенко.

Экскаваторы-амфибии и эволюция амфибийных шасси для спецтехники.

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 спецтехники. 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 осложнена 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 непредсказуемо меняется.  Существуют так называемые «линзы», или пространства где только сверху травянистый дерн, а под ним киселеобразная масса или вода.

Экскаваторы-амфибии

Экскаватор неминуемо тонет в такой ловушке.

Экскаваторы-амфибии

Техника регулярно уходит на дно на болотах,  зачастую это заканчивается гибелью людей. Я сам 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 технику, 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.

Экскаваторы-амфибии

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 стать первым подопытным, максимум вторым, а то и десятым, когда продукт уже обкатан и известен, а потому вероятные неожиданности с использованием новинки сведены к нулю.

 Новый продукт всегда сложно продвигать на рынок. Сложности возникают самые разнообразные. Например, таможенные органы никак не могли определиться с документами, которые должны выдаваться на такой болотоход: ПСМ (паспорт самоходной машины, который выдается для спецтехники, передвигающейся со скоростью не более 40 км/ч) или Паспорт плавающего средства, ведь этот экскаватор-амфибия действительно не тонет в воде, и при необходимости, с помощью ковша или другого плавающего средства, может пересечь водоем. Как вы понимаете и таможенная пошлина в этих случаях различна.  Для кораблей и яхт она выше, куда поначалу определили и нашу чудо-машину. ООО «ГраффТ»  попадала на КТС (корректировку таможенной стоимости), т.е. мы вынуждены были платить пошлину более высокую, но как ни странно получали в итоге документ не плавающего средства, а обычный ПСМ. Мы готовы были стать полноценной «яхтой» с соответствующими документами или остаться самоходкой, но все же прибиться к какому-то берегу, так как в любом варианте есть плюсы и минусы, а вот имевшийся микст сочетает только отрицательные особенности. А в бизнесе как вы знаете минус на минус дает огромный минусище, а не плюс. Чтобы окончательно решить этот вопрос нам пришлось провести не одну экспертизу, пройти ряд испытаний, и наконец получить документ, обозначающий что наши плавающие экскаваторы все же самоходная спецтехника и потому должна получать ПСМ и соответствующее таможенное оформление.

Следующая сложность возникла при регистрации экскаваторов-амфибий. Органы гостехнадзора по-разному стали толковать какими должны быть документы для регистрации. Ведь меняются габариты экскаватора, его вес и т.д. Не будем утомлять рассказами обо всех сложностях, с которыми мы столкнулись и которые героически преодолели, но на собственном примере убедились насколько сложно быть первыми.

Экскаваторы-амфибии

На сегодня, когда амфибии прочно вошли в строительный рынок, у нас появились и подражатели, и соперники. 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.

Экскаваторы-амфибии

Например, мы придумали и воплотили в жизнь амфибию с разводными поплавками для работ преимущественно на глубине.

Экскаваторы-амфибии

Экскаваторы-амфибии

Для этой спецтехники нет границ глубины, которая обязательна для обычных экскаваторов-амфибий. Винтовой двигатель делает эту спецтехнику полноценным плавающим средством.

Экскаваторы-амфибии

А экскаватор-амфибия Aquaflhex сам себя разбирает и собирает, с помощью специальных ног аутригеров, что особенно важно в условиях болот, в местах удаленных от центров цивилизации.

Экскаваторы-амфибии

Ведь для обычной разборной амфибии необходима крановая установка для ее разборки и сборки, которая не везде проедет, а с Аквафлекс она не требуется.

Экскаваторы-амфибии

К тому же данная модель может сама по необходимости пристегивать себе то понтонную ходовую, то стандартные гусеничные шасси, становясь обычным экскаватором. Эта опция тоже может пригодиться тем, кто работает в разных условиях, с меняющимся рельефом – то твердая почва, то слабонесущие грунты. Но это скорее эксклюзивные, штучные амфибии. Ниже мы поговорим о самых востребованных классических моделях, если к плавающему экскаватору вообще можно применить термин «Классический».

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 технике.

Экскаваторы-амфибии

По сути, данная амфибия представляет собой конструктор. С экскаваторов известных брендов снимается головная часть и ставится на понтонно-гусеничную ходовую, 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. Поэтому правильнее было бы сравнить этот процесс с переоборудованием автомобилей на огромные болотно-вездеходные колеса, как это делают в Америке. Там такие монстры автомобили так и называют BIG FOOT или MONSTER TRUCKS.  Наша понтонно-гусеничная ходовая оказывается тоже огромной по сравнению с обычной. 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.

Экскаваторы-амфибии

Наши клиенты, когда увидели впервые плавающий экскаватор-амфибию, то сравнили его с танком первой мировой войны, знакомом по кадрам черно-белых кинохроник и художественных фильмов ушедшей эпохи.

Экскаваторы-амфибии

Такой внушительной показалась конструкция спецтехники. И это действительно монстр-экскаватор. Как правило на такой плавающий экскаватор устанавливают удлиненное рабочее оборудование, так как из-за большой по габаритам понтонной тележки стандартная стрела с рукоятью оказываются мало пригодными для работ, тем более если будут использоваться дополнительные понтоны с гидравлическими сваями.

Оператор такого плавающего экскаватора должен обладать рядом качеств. Во-первых, надо почувствовать, как говорят профессионалы, «габариты» экскаватора-амфибии. Были случаи, когда экскаваторщик отрывал трак у собственного понтона во время подъема ковша из-за привычки к старым размерам спецтехники. Во-вторых, 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. Из-за этого, я слышал, как операторов экскаваторов-амфибий коллеги называют морячками.

Итак, плавающий экскаватор-амфибия представляет собой крупную конструкцию с большими понтонно-гусеничными шасси и длинным рабочим оборудованием (стрела + рукоять), с боковыми понтонами из которых обычно торчат закольные сваи (в самой полной комплектации). Вот такая монстр-машина!

Экскаваторы-амфибии

Как реализовывалась идея сделать экскаватор плавающим? Производители понтонной ходовой пошли 2 путями:

Экскаваторы-амфибии

1 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 не защищенной 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 по середине понтона, а не по всей его ширине, 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.

grafft17

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 по середине 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., из-за 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 из-за 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, из-за чего длина понтонной ходовой требуется больше, но тем самым усиливается рычаг воздействия на центральную часть. Из-за этого в процессе эксплуатации возникает эффект разбалтывания понтонов, который механики окрестили «болтанием ластами».

grafft18

Типичный представитель 1-го конструкторского пути BigFloat  он же  REMU.

2 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 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: 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 из-за 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 представители 2-го 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 действительно 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 из-за небольшого веса способна нести на себе базовую экскаваторную надстройку даже от 45-ти тонного экскаватора. Это подтверждает и мировой опыт производства.  Компании, взявшие за основу 1-й 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.

grafft19

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

Экскаваторы-амфибии

Количество закольных свай в стандартной комплектации 2 штуки, по одному на дополнительный понтон.

Экскаваторы-амфибии

При увеличении глубин, на которых производятся работы, или для достижения большей устойчивости устанавливают 4 закольных сваи, по 2 штуки на каждый дополнительный понтон.

Однако в любом случае амфибия получается не габаритной. Ширина понтонно-гусеничного 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 экскаватора-амфибии.

Сборно-Разборная конструкция, где каждая отдельная часть в габарите.

Понтонная ходовая отстегивается от основной конструкции и перевозится отдельно.

Экскаваторы-амфибии

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).

Экскаваторы-амфибии

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

Экскаваторы-амфибии

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.

Экскаваторы-амфибии

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.

Экскаваторы-амфибии

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

Экскаваторы-амфибии

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

Экскаваторы-амфибии

Сдвижная конструкция понтонной ходовой.

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

Экскаваторы-амфибии

Экскаваторы-амфибии

Обычный габарит по ширине составляет 2.5 метра, за больший надо дополнительно платить, но перевозчики использующие тралы как правило уже оплатили эти разрешения до 3.5 метров.

Экскаваторы-амфибии

Если груз будет шире, то потребуется уже индивидуальное спец разрешение, 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 автомобилей прикрытия с проблесковыми маячками оранжевого или желтого цвета и машин 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, как вы понимаете дорого и долго. Поэтому-то 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 экскаватор-амфибия 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 метров.

Экскаваторы-амфибии

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, а сами узлы съедают полезное воздушное место в понтонной ходовой, что требует соответствующего удлинения самого понтона. В итоге экскаватор-амфибия 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 из-за 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.

Компания «ГраффТ», всегда стремилась добиться лучшего для своих клиентов. Поэтому наши инженеры работая в связке с зарубежными партнерами постоянно улучшали ввозимые конструкции спецтехники, делая их все более совершенными.

Экскаваторы-амфибии

Мы создали и новые виды амфибий, такие как краны на понтонно-гусеничном ходу,

Экскаваторы-амфибии

самосвалы амфибии для перевозки грунта в условиях болот, платформы амфибии для перевозки различных материалов и разгрузки барж,

Экскаваторы-амфибии

Экскаваторы-амфибии

морские платформы амфибии, способные работать при волне, поднимаясь над поверхностью воды и т.д.

Экскаваторы-амфибии

Нас не покидало желание совместить достоинства использования стандартной ходовой, как в первом варианте изготовления, с достоинствами второго варианта. Хотелось чтобы амфибия могла работать круглый год, проходить по много километров без смены цепей ходовой, быть проходимой по болотам любой категории топкости, иметь положительную плавучесть, иметь низкое давление на грунт для работы в экологических зонах тундры и при этом быть абсолютно ремонтоудобной, понятной для механиков, привыкших к строительной спецтехнике.

Несколько лет работы дали возможность создать такую амфибию.  Вернее дело даже не в амфибии, а в особой конструкции понтонной ходовой, которая отвечает всем перечисленным достоинствам. Не даром в начале статьи я сказал, что второй вариант до недавнего времени был более востребован и потому распространен. Это было до! С этого года мы представляем новинку в этом классе, обладающую всеми перечисленными достоинствами.

Экскаваторы-амфибии

Итак, эта понтонная тележка имеет знакомые любому специалисту части гусеничной ходовой: катки поддерживающие, катки опорные, звездочки, ленивцы и цепи.  НО! Специальных размеров, к тому же цепей 2 на понтон, поэтому трак идет по всей ширине ходовой и трак сплошной, что обеспечивает низкое давление на грунт.

Экскаваторы-амфибии

Понтоны шириной около 2-х метров изготавливаются из новейшего синтетического материала и обладают хорошей прочностью и пластичностью. Название новой амфибии или амфибийных понтонов – «Акватрак».

Экскаваторы-амфибии

С понтонно-гусеничными шасси AQUATRACK можно скрестить экскаватор, вездеход, самосвал, крановую установку, буровую установку, земснаряд и т.д.  Амфибией может стать любая необходимая вам техника для работ на болоте и мелководье.

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 из-за ограниченности заказов (это были пилотные проекты) и наступившей «Перестройки», которая похоронила все начинания.

Экскаваторы-амфибии

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 понтон-башмак, то боковые понтоны-ноги 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.

Экскаваторы-амфибии

Чем грязнее, тем лучше их ходовые свойства. На бездорожье он развивает скорость до 65 км/ч, на воде до 16 км/ч.

Экскаваторы-амфибии

Экскаваторы-амфибии

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.

Экскаваторы-амфибии

Специалисты ООО ГраффТ, изучая мировой и Российский опыт, побывали на множестве зарубежных предприятий по выпуску амфибий. Так же посетили и Российские заводы и лично познакомились с инженерами-конструкторами, выпускавшими эти уникальные амфибии, присутствовали на испытаниях и демонстрациях уникальной отечественной техники.

В планах нашей компании продолжить русские традиции и возобновить производство и совершенствование этих удивительных машин в нашей стране.

Экскаваторы-амфибии

тел.: +7 (499) 130-31-83, (916) 660-59-99

e-mail: info@grafft.ru

www.grafft.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *