Экскаватор Отиса

Источник livejournal.com

Нехватка рабочих рук при производстве земляных работ на строительстве железных дорог в первой трети 19-го века была катастрофической. У американцев не было бесплатной армии заключенных или рабов. Плюс к этому те дороги, что вступали в строй первыми, – снимали сливки с грузопотока. А опоздавшие – разорялись. Это и привело к разработке и созданию первых железнодорожных экскаваторов. В 1832-1836гг. Отисом был разработан и воплощен в металл первый паровой экскаватор. В 1837 году, при проведении земляных работ для части линии железной дороги между Спрингфилдом и Вустером, Массачусетс, Западная Железная дорога, экскаваторы Отиса получили боевое крещение...

Уильям Смит Отис родился 20 сентября 1813 года в местечке Пэлхам, Массачусетс, и приходился двоюродным братом Элайше Отису, известному создателю лифта.

Как и его отец, который был строителем каналов и железных дорог, Уильям с детства проявлял интерес к работе с землей и очень рано обнаружил в себе талант конструктора.

В двадцатилетнем возрасте он проявил незаурядную механическую изобретательность и создал свой первый экскаватор.

Используя общедоступные материалы, приобретаемые в окрестностях Кантона, Массачусетс, Уильям создал машину в 1835 году. Она применялась на строительстве железнодорожного полотна между Нориджом и Вустером.

Работая в компании, занимающейся строительными работами, “Кармайкл и Фэрбэнкс” (“Carmichael and Fairbanks”), Уильям Смит Отис придумал устройство, по сути выполняющее те же действия, что и человек с лопатой. Его паровой экскаватор набирал грунт в ковш при движении и затем опустошал его при повороте на 90 градусов, как правило, в ожидающий вагон.

Осознав, какую экономию трудозатрат принесет его проект, Уильям Отис переехал в Филадельфию, чтобы доработать его. Он убедил Джозефа Харрисона, управляющего компанией “Гаррэт и Иствик” (“Garrett and Eastwick”), построить опытный образец для него в 1836 году.

15 июня 1836 года Уильям Смит Отис получил патент на свое изобретение, однако в ходе пожара техническая документация была уничтожена, и повторно патент был выдан лишь 27 октября 1838 года.

24 февраля 1839 года патент за номером 1089 официально вступил в законную силу и назывался “Кран-экскаватор для раскапывания и удаления земли”.

Объем ковша составлял 1,15 м3, производительность – 64 м3/час и заменял примерно 50 рабочих. Уже через несколько лет экскаваторы Отиса заменяли 180 рабочих.

Уильям Смит Отис умер 13 ноября 1839 года. Все права на его изобретения были переданы его жене Элизабет.

До 1840 года было произведено 7 экскаваторов Отиса.

Первоначально экскаваторы использовались преимущественно на строительстве железных дорог. Один из первых экскаваторов был продан в Англию в 1842 г, а в 1843 г четыре из семи построенных Отисом экскаваторов были проданы в Россию для использования при строительстве Николаевской железной дороги. Однако строительные подрядчики не восприняли эти машины и в 1848 г продали на Урал. В Нижнем Тагиле экскаваторы, впервые в мировой практике, были использованы на вскрышных работах при добыче руды.

Во второй половине девятнадцатого века масштабное строительство железных дорог и каналов потребовало перемещения все больших масс земли, которое уже не могло быть осуществлено с помощью ручного труда землекопов. Это привело к активному развитию разнообразных землеройных машин.

До конца века основные объемы земляных работ на строительстве железных дорог в России выполнялись вручную (лопаты, тачки, грабарки), поскольку дешевая рабочая сила существовала в избытке. Когда при строительстве западносибирского участка Транссибирской магистрали возникли затруднения с рабочей силой, были закуплены в Америке «землекопные машины».

В такие машины впрягались 12-16 лошадей. Для выемки и перемещения грунта использовались также конные волокуши с металлическим ковшом, которые назывались «скреппелами» или «землеройками».

Первый русский одноковшовый неполноповоротный железнодорожный экскаватор со сменным ковшом (2,3 куб.м. для легких грузов и 1,5 куб.м. для тяжелых грузов) был построен на Путиловском заводе в 1902 году. Производительность его была 100-290 куб.м./час, вес 65-75 т. До 1917 года было построено 35 таких машин. В начале XX века экскаваторы использовались в России довольно интенсивно. Например, при возведении сухого дока в Кронштадте в 1909-1910 годах работы велись в две смены по 10 часов каждая. Машины этого типа изготавливались до 30-х годов XX века.

Во второй половине XIX – начале XX веков началось строительство гигантских каналов, при котором требовалось перемещать огромные массы грунта.

Суэцкий канал (длина 160 км, начало строительства – 1859 г.) сооружался около 10 лет (в основном, вручную). Общая численность рабочих, занятых на его постройке, достигала 40 тысяч человек. За время строительства было перемещено примерно 75 млн. кубометров грунта.

При сооружении Панамского канала (1880-1913гг.) было перемещено 160 млн. кубометров грунта. На втором этапе строительства (1903-1913гг.) применялись более ста одноковшовых (преимущественно железнодорожных) и около 20-ти многоковшовых экскаваторов.

После первой Мировой войны, одновременно с общим развитием техники, активизировалось и развитие экскаваторов. Двигатели внутреннего сгорания и электропривод, применение гусеничного (и шагающего) хода позволили существенно увеличить мощности и мобильность экскаваторов. Экскаваторы стали полноповоротными, увеличилась номенклатура их рабочего оборудования и сфера их применения (вскрышные, тоннельные работы и пр.). В США и в России совершенствовались одноковшовые экскаваторы. В Германии начали строить все более мощные многоковшовые экскаваторы. Появились многочисленные специальные машины (канавокопатели и др.).

Уже в начале 50-х годов XX века использовались гигантские экскаваторы с ковшами объемом до 30 куб.м.

Во второй половине XX века традиционные типы экскаваторов совершенствовались в основном за счет применения новых машиностроительных технологий и оборудования (гидропривод и пр.).