Одноковшевые экскаваторы типа механической лопаты применяют в любых условиях открытых разработок, т.е. в породах различной крепости, в разнообразных климатических условиях. Поэтому одноковшевые экскаваторы типа механиче­ской лопаты являются наиболее распространенными.

Одноковшевый экскаватор состоит из рабочего обо­рудования, поворотной платформы с механизмами и ходовой тележки.

К рабочему оборудованию относится: стрела с напорным ме­ханизмом, рукоять ковша, ковш.

Поворотная платформа составляет поворотную часть экска­ватора и служит основанием для установки на ней рабочего оборудования, силовых двигателей и системы управления рабо­той экскаватора.

Ходовая тележка состоит из нижней рамы, служащей осно­ванием всего экскаватора и снабженной гусеничным ходом, необходимым для перемещения всей машины.

Для приведения в действие всех рабочих частей мощного со­временного экскаватора необходимо иметь четыре основных двигателя:

1) подъемный, предназначенный для подъема и опу­скания ковша;

2) поворотный, осуществляющий поворот корпу­са экскаватора с рабочим оборудованием относительно верти­кальной оси экскаватора;

3) напорный, обеспечивающий движе­ние рукояти, изменяющей величину вылета ковша при черпании н при разгрузке;

4) ходовой - для перемещения всего экскаватора.

Ковш механической лопаты имеет глухие боковые мини и открывающееся днище, автоматически захлопывающеся при опускании ковша на грунт. Глухие бока корпуса ковша по своей конструрции бывают трех типов: клепаные, литые, сварные.

К лопаные ковши изготовляют из углеродистой или чаще марганцовистой лигой стали; они отличаются легкостью и неболь­шой стоимостью изготовления. Основным недостатком их является пониженная прочность вследствие сравнительно быстрого ослабления заклепочных швов, почему их применяют только на экскаваторах небольшой мощности.

Одноковшевый экскаватор типа механической лопаты.

  Литые ковши обладают значительно большей прочностью по сравнению с клепаными, но и вес их больше. Они состоят в большинстве случаев из двух-трех, или даже четырех отдельных отливок, соединяемых специальными заклепками или болтами и применяются в экскаваторах средней мощности.

В последние годы широко применяют сварные ковши, изготовленные из высококачественных легированных сталей.

Нижнюю часть ковша делают более широкой, что облегчает разгрузку его, особенно при работе в скальных и глинистых грунтах.

Днище ковша у небольших экскаваторов открывают обычно вручную, выдергивая защелку (засов) при помощи троса; закрывается днище автоматически, под действием собственного ве­си при опускании рукояти. У мощных экскаваторов открывание к днища ковша механизировано.

В экскаваторах, предназначенных для работы в мягких грунтах, режущую часть ковша иногда изготовляют в виде лезвия, в экскаваторах же, применяемых в скальных кусковатых породах, режущая часть ковша снабжена зубьями. Зубья ковша изготовляют из марганцовистой стали; применяют также зубья, армированные твердыми сплавами. В целях упрощения и ускорения ремонта затупленных зубьев их часто изготовляют составными; тело зуба делают из мягкой углеродистой стали, и съемную часть (наконечник) из марганцовистой или специальной легированной стали.

Рукоять ковша. В современных экскаваторах применяют металли­ческие рукояти, изготовляя их цельнопрокатными, клепаными и сварными. Цельнопрокатные рукояти применяют в универсаль­ных экскаваторах небольшой мощности; они обычно имеют форму двутавровых балок; клепаные и сварные рукояти изготовля­ют в виде коробчатых балок прямоугольного поперечного сечения. Рукояти бывают двух типов: внешние, состоящие из двух продольных балок, охватывающих стрелу с обеих наружных сто­рон, и внутренние, состоящие из одной продольной балки, про­водящей через внутренний вырез в стреле.

На нижней части рукояти укрепляют сменные зубчатые рей­ки - кремальеры, сцепляющиеся с ведущими зубчатыми шестернями, размещенными на ведущем напорном валу. Кремальера состоит из отдельных небольших секций, что дает возмож­ность легко сменять их и ремонтировать.

Длина рукояти экскаваторов с емкостью ковша 1,5—3 м³,— примерно 5—8 м; у более мощных экскаваторов она достигает 20 и даже 30 м.

Стрела экскаватора обычно представляет собой клепаную или смирную коробчатую балку прямоугольного поперечного сечения. Длина стрелы экскаваторов с емкостью ковша 1,5—3 м³ состав­ляй соответственно 7,6—13 м; у экскаваторов с большей емкостью ковша она доходит до 35 м, угол наклона стрелы к гори­зонту составляет обычно 45—50°.

Поворотная рама одноковшевых экскаваторов служит основанием для размещения кабины экскаватора с рабочим и силовым оборудованием.

Вращение поворотной платформы относительно ходовой те­лежки осуществляется поворотной шестерней, находящейся в постоянном сцеплении с зубчатым венцом нижней рамы; при своем вращении поворотная шестерня обегает зубчатый венец, увлекая за собой верхнюю платформу, поворачивающуюся при этом относительно нижней рамы.

Поворотные рамы одноковшевых экскаваторов так же, как и основные рамы, по своей конструкции бывают клепаные, ли­тые и сварные. Поворотные рамы клепаной конструкции обычно изготовляют из швеллерного или двутаврового железа или же из клепаных балок. Литые рамы состоят из двух или нескольких отдельных частей — отливок. Сварные платформы отличаются от клепаных тем, что отдельные элементы их соединены не заклеп­ками, а при помощи электросварки. Учитывая высокую проч­ность и легкость сварных рам, их в настоящее время в боль­шинстве случаев устанавливают на экскаваторах.

Основная рама экскаватора бывает клепаной, литой или сварной конструкции; на ней располагается поворотная платформа с рабочим и силовым оборудованием.

Клепаные рамы отличаются значительной легкостью, но зак­лепочные соединения их недостаточно прочны, что является су­щественным их недостатком. Литые рамы значительно тяжелее и дороже клепаных, но они более прочны; в случае изготовления их из высококачественной отливки, не требуют ремонтов до пол­ного износа экскаватора. Сварные рамы не тяжелее клепаных, но значительно прочней их, а поэтому более надежны в работе. В связи с этим в настоящее время очень часто на экскаваторах устанавливают электросварные рамы из углеродистой или леги­рованной стали.

Ходовое устройство. На современных экскаваторах наиболее распространены ходовые устройства двух гипов: гусе­ничные и шагающие. Ходовое устройство железнодорожного ти­па, имевшее широкое применение прежде, в последние годы по­чти полностью вытеснено устройством гусеничного типа, обла­дающим рядом существенных преимуществ, основным из кото­рых следует считать отсутствие необходимости в укладке для экскаватора рельсовых путей в забоях, что значительно упроща­ет организацию экскаваторных работ, позволяя вести их в лю­бом желаемом направлении.

Гусеничные тележки экскаватора в зависимости от их кон­струкции подразделяют на жесткие или многоопорные и гибкие или малоопорные. Жесткая гусеница состоит из гусе­ничной ленты, охватывающей два больших концевых колеса, соединенных боковыми рамами; одно из этих колес является ведущим, другое — направляющим, а в промежутке между ни­ми расположены опорные ролики малого диаметра.

Достоинство многоопорных гусениц в том, что вес экскава­тора распределяется более равномерно на гусеничные ленты и они лучше передают давление на грунт. Недостатком их явля­ется большое количество трущихся частей, большой вес и они менее удобны при сборке и ремонте.

В малоопорной гусенице в противоположность многоопорной, вес экскаватора передается на гусеничную ленту посредством 4-5 колес большого диаметра, из которых задние являются ведущими, остальные поддерживающими.

Малоопорные гусеничные тележки имеют небольшое число деталей и трущихся частей и лучше приспособлены к преодо­лению неровностей почвы, но они быстрее изнашиваются вследствие сосредоточенных нагрузок, что является их недостатком. Осмотр и ремонт их более доступен.

Гусеничные тележки обоих типов приводятся в движение подъемным двигателем экскаватора через ходовую передачу; экскаваторы большой мощности передвигаются специальными моторами.

Ходовые устройства шагающего типа получили широкое при­менение при строительстве мощных драглайнов, используемых в большинстве на угольных карьерах.

Шагающие экскаваторы вместо гусениц снабжены двумя башмаками с особым шагающим механизмом, прикрепленным непосредственно к вращающейся платформе. Во время работы экскаватор опирается непосредственно на грунт ходовой круглой рамой, а башмаки подняты на 500-800 мм над землей. Такие экскаваторы имеют только задний ход в сторону, противоположную вылету стрелы. Изменение направления движения шагающего экскаватора осуществляется чрезвычайно легко. Он может делать повороты на месте на любой угол, дщя чего достаточно установить поворотную платформу экскаватора с при­поднятыми на соответствующий угол башмаками, после чего экскаватор начинает передвигаться в нужном направлении.

Шагающие механизмы бывают разных конструкций:

1) экс­центриковые;

2) кривошипно-шарнирные

3) кривошипно-крейцкопфные.

Эксцентриковый механизм состоит из двух опор­ных башмаков, овальных рам и эксцентриков, заклинен­ных на концах главного ходового вала, укрепленного поперек платформы в мощных подшипниках.

Драглайны на шагающем ходу способны довольно легко пере мещаться по неровг ой местности, так как не требуют подготовки дороги. Они без больших затруднений перемещаются по пон верхности, изрезанной глубокими, но узкими рвами, канавами другими неровностями, что часто встречается при первоначальной вскрыше наносов. У мощных драглайнов на шагающем ходу удельная нагрузка на грунт при работе в 3,5-4 раза, а при хо» постом ходе в 1,8-2,5 раза меньше, а маневренность и общая скорость перемещения значительно выше, чем у гусеничных драглайнов с той же емкостью ковша.

Шагающие драглайны вследствие низкого удельного давле­ния на грунт могут безопасно перемещаться по отвалам раз­рыхленных пород, что делает их незаменимыми при перевалке пород вскрыши в выработанное пространство, когда экскавато­ру приходится работать, передвигаясь на неровной поверхности отвалов.

Силовое оборудование. Одноковшевые экскаваторы по роду силового оборудования, как было уже отмечено, быва­ют электрические, паровые, дизельные и дизель-электрические.

По количеству двигателей силовой установки различают:

а)         одномоторный привод — при наличии одного двигателя для приведения в движение всех рабочих механизмов экскаватора и

б)         многомоторный, или независимый привод — при наличии двух, трех или большего числа двигателей.

Современные экскаваторы малой мощности оборудованы только одним двигателем, в качестве которого служит двигатель внутреннего сгорания или электрический мотор.

Наличие только одного двигателя усложняет конструкциюч. В этом случае напорный вал приводится в движение от главной машины экскаватора, установленной на поворотной платформе, посредством особой цепи или канатной системы передачи.