Появление первенца

В 1870 г. в Риге был основан чугунолитейный и машиностроительный завод, перешедший в 1897 г. в собственность АО «Машиностроительный, литейный и котельный завод «Рихард Поле». Предприятие изготавливало оборудование для деревообрабатывающей и кожевенной промышленности, паровые котлы и машины, а также экономайзеры. В связи с угрозой немецкой оккупации Риги в 1915 г. завод был эвакуирован в Воронеж и получил название «Акционерное общество воронежских машиностроительного и литейного заводов», бывших «Рихард Поле» в Риге. В 1922 г. предприятию было присвоено имя III Коммунистического Интернационала. Так появилось название «Завод имени Коминтерна». Кроме прежней продукции, с 1924 г. здесь начался выпуск оборудования для хлебозаводов, в том числе передвижных, для Красной Армии.

В 1941 г. на предприятии была изготовлена первая в стране партия знаменитых реактивных установок БМ-13, более известных как «Катюши». Их испытания были завершены 2 июля, а в октябре 1941 г. завод пришлось эвакуировать в Свердловск. Возвращение в Воронеж произошло только в 1943 г., а в 1946 г. предприятие перешло в ведение Министерства строительного и дорожного машиностроения, и было специализировано как экскаваторное. Руководством отрасли был намечен выпуск строительных экскаваторов с ёмкостями ковшей 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 2 м3. Несмотря на то, что Воронежский завод впервые осваивал подобную технику, ему единственному поручили выпуск машин двух, причём наиболее мощных типоразмеров: с ёмкостями ковшей 1 и 2 м3.

Первым, естественно, был создан более лёгкий «кубовый» экскаватор. За основу заводские конструкторы приняли машину известной американской фирмы «Марион», но конкретные узлы были разработаны применительно к имеющейся на заводе технологии. 25.05.1947 г. был изготовлен первый воронежский экскаватор «Коминтерновец-1», оборудованный «прямой лопатой», а в декабре того же года – первый универсальный экскаватор ДГ-1/15. Эта машина оснащалась уже тремя видами сменного рабочего оборудования: «прямая лопата», драглайн и кран. Ёмкость ковшей «прямой лопаты» и драглайна составляла 1 м3, а грузоподъёмность кранового оборудования – 15 т, что собственно и было отражено в обозначении модели этого экскаватора.

Экскаватор ДГ-1/15

В следующем, 1948 г., предприятием было выпущено 8 экскаваторов Э-1001, обозначавшихся по действовавшей тогда системе: «Э» – экскаватор, 100 – ёмкость основного ковша в декалитрах (1 декалитр равняется 100 л или 0,1 м3), 1 – первая модель. В том же 1948 г. начался серийный выпуск экскаваторов Э-1003 с электрическим приводом, а в следующем, 1949 г., появился и Э-1004 с дизелем. Следует отметить, что в этих машинах была заложена основа конструкций последующих типов воронежских экскаваторов данного класса на ближайшие более чем три десятилетия. За давностью лет детали и конструктивные особенности первых экскаваторов «Коминтерновец-1», ДГ-1/15 и Э-1001 не сохранились. Зато серийные машины Э-1003 и Э-1004 были в своё время широко известны.

Приступая к серийному выпуску

Э-1003 и Э-1004 обладали традиционной конструктивной схемой. При этом ходовая часть машины включала в себя две гусеницы многоопорного типа, то есть с большим количеством часто расположенных опорных катков. Это обеспечивало более равномерное распределение нагрузки на грунт. На ходовой тележке через многороликовое опорно-поворотное устройство была установлена поворотная платформа, на которой смонтировали основные механизмы экскаватора. Вертикальные нагрузки от последней передавались на ходовую тележку через опорные ролики, объединённые обоймой и заключённые между кругами катания поворотной и неповоротной частей. Четыре захватных ролика, установленных на осях кронштейнов поворотной платформы, предохраняли её от опрокидывания. Что же касается горизонтальных нагрузок, то они воспринимались центральной цапфой.

В передней части поворотной платформы были выполнены проушины для установки стрелы, а также промежуточной звёздочки напорного механизма и наводки драглайна. Для подвески стрелы служила двуногая стойка. Механизмы экскаватора были защищены от внешних воздействий общим кузовом, в правой передней части которого было выделено рабочее место машиниста, никак не отделявшееся от машинного отделения.

Основным видом рабочего оборудования служила «прямая лопата». Она выполнялась по наиболее распространённой схеме с однобалочной стрелой, двухбалочной рукоятью, нижним подвесом ковша и зубчато-кремальерным напорным механизмом независимого типа. Масса экскаватора с оборудованием «прямой лопаты» составляла 39,14 т.

У драглайна и крана предусматривалась решётчатая 13-метровая стрела. Максимальная грузоподъёмность крана достигала 15 т. При помощи 10-метровой вставки стрелу можно было удлинить до 23 м. При этом наибольшая грузоподъёмность крана составляла 7 т. При работе с решётчатой стрелой дополнительно навешивали противовес общей массой 2,5 т, состоявший из левой и правой половинок. Позже появилось сменное оборудование двухчелюстного грейфера. Кроме того, эксплуатирующие организации самостоятельно изготавливали для экскаваторов сменное оборудование для забивки и вытаскивания свай, клин-бабы для рыхления мёрзлого грунта, шар-бабы для сноса старых зданий, трамбовочные плиты и т.д.

Как устроены канатные экскаваторы? Возьмём хотя бы экскаватор с «прямой лопатой». На этой машине в течение каждого рабочего цикла необходимо поднимать и опускать ковш, вдвигать и выдвигать в продольном направлении рукоять, поворачивать влево и вправо платформу, открывать днище ковша. Кроме того, экскаватор должен «уметь» передвигаться вперёд и назад с возможностью разворота влево или вправо, а также поднимать или опускать стрелу. Казалось бы, для всего этого требуется целый комплекс механизмов с большим количеством валов, зубчатых и цепных передач, соединительных муфт и т. д. Однако подобная сложная конструкция вряд ли смогла бы работать в тяжелейших условиях эксплуатации экскаватора.

Многолетний мировой опыт экскаваторостроения позволил выработать оптимальные схемы устройства этих машин. Конструкция механизмов экскаваторов Э-1003 и Э-1004 была практически одинакова. От электродвигателя (Э-1003) или дизельного двигателя через главную фрикционную муфту (Э-1004), трёхвальный редуктор и косозубую открытую зубчатую передачу крутящий момент передавался на горизонтальный вал главной трансмиссии, а от него – через прямозубую передачу – на вал главной лебёдки. Вал главной трансмиссии выполнял функции механизма реверса. На нём устанавливались 3 конические фрикционные муфты. Через среднюю и правую муфты крутящий момент мог передаваться на конические зубчатые колёса, связанные с колесом на вертикальном валу. В зависимости от того, какая из муфт была включена, вертикальный вал вращался в ту или иную сторону. При этом осуществлялся поворот платформы влево или вправо или же происходило передвижение экскаватора вперёд или назад. Поскольку источник такого реверсивного движения был один, механизмы поворота платформы и передвижения экскаватора соединялись с ним поочередно при помощи кулачковых муфт. При выключении обеих таких муфт могла быть введена в зацепление шестерня привода стрелоподъёмной лебёдки, имеющего червячный редуктор.

Таким образом, одновременная работа механизмов поворота платформы, передвижения экскаватора и стрелоподъёмной лебёдки была невозможна. Собственно, при работе с землеройным рабочим оборудованием («прямая лопата» и драглайн) этого и не требуется. Передвижение экскаватора производится эпизодически, по мере перемещения забоя, а поднимать или опускать стрелу приходится только при перевозке экскаватора на другой объект или для перепасовки канатов.

На валу главной лебёдки устанавливались 2 барабана, которые можно было связать с валом при помощи ленточных фрикционных муфт либо затормозить посредством ленточных тормозов. Назначение барабанов лебёдки было разным в зависимости от вида применяемого рабочего оборудования. При оснащении «прямой лопатой» на правый барабан устанавливалась сменная часть для запасовки подъёмного каната. При включении правой фрикционной муфты лебёдки через этот барабан осуществлялось главное рабочее движение копания грунта. Опускание ковша происходило под его собственным весом при отпускании тормозной ленты.

На левый барабан главной лебёдки устанавливалась двойная звёздочка. Её правая часть была связана посредством цепей с валом кремальерных шестерен, связанных с зубчатыми рейками рукояти, а левая часть – со звёздочкой вала главной трансмиссии. Таким образом, при включении левой муфты главной лебёдки осуществлялось выдвижение рукояти («напор»), а при включении левой муфты вала главной трансмиссии – наоборот, вдвижение рукояти («возврат»). При «напоре» происходило заглубление ковша в слой грунта, увеличение толщины стружки, а при «возврате» – уменьшение этого показателя.

Для рабочего оборудования «драглайн» на оба барабана главной лебёдки устанавливались сменные канатные части. На правый барабан запасовывался подъёмный канат, а на левый – тяговый. При оснащении крановым оборудованием на левый барабан устанавливался канатный барабан меньшего диаметра с дополнительной звёздочкой, которая цепью соединялась со звёздочкой вала главной трансмиссии. Этим обеспечивалась возможность опускания груза на режиме двигателя, что для выполнения крановых работ очень важно. Таким образом, при работе «прямой лопатой» и краном было предусмотрено реверсирование, то есть принудительное изменение направления вращения левого барабана главной лебёдки. Для возможности оперативной замены одного вида рабочего оборудования на другой сменные части барабанов главной лебёдки и двойная звёздочка выполнялись разъёмными и состояли из двух половин.

В механизме передвижения, как и у большинства экскаваторов, применялись цепные передачи. Для возможности разворота экскаватора были установлены кулачковые муфты со стопорами, посредством которых могла быть отключена и застопорена левая или правая гусеница.

Остановка механизмов экскаватора выполнялась ленточными тормозами. Следует заметить, что у стрелоподъёмной лебёдки лента постоянно сжималась пружиной и не имела механизма управления. Остальные же тормоза были управляемыми. На экскаваторах Э-1003 и Э-1004 применили гидравлическую систему управления основными, часто включаемыми механизмами (не следует путать с современным силовым гидроприводом). На главном редукторе был установлен лопастной гидронасос, который создавал давление масла в системе управления. Для хранения запаса масла и поддержания требуемого давления служил гидроаккумулятор. Манипулируя четырьмя рычагами управления, установленными на пульте, машинист посредством перемещения золотников давал команды на включение фрикционных муфт главной лебёдки, горизонтального вала главной трансмиссии, а также тормозов механизмов поворота платформы и передвижения экскаватора. Для управления тормозами главной лебёдки, где требовалась особая чувствительность к управляющему воздействию со стороны оператора, была применена безнасосная гидросистема с приводом от педалей. Кстати, в те годы гидросистема управления была только на ковровских экскаваторах Э-505, а также на воронежских Э-1003 и Э-1004. Остальные заводы ещё долго продолжали выпускать экскаваторы и краны с тяжёлым механическим (рычажным) управлением.

В задней части поворотной платформы размещалась силовая установка экскаватора. На менее мощных машинах применяли тракторные двигатели. Для «кубовых» же экскаваторов их мощность была недостаточной. Поэтому для модели Э-1003 был выбран электрический двигатель, а для Э-1004 – дизель 2Д6 Барнаульского завода «Трансмаш». Указанный двигатель был создан на базе семейства дизелей В-2, хорошо зарекомендовавших себя при эксплуатации на танках Т-34, КВ, ИС и т.д. Только двигатель В-2 был V-образным 12-цилиндровым, а сконструированный на его базе 2Д6 стал рядным 6-цилиндровым. Причём его иногда так и называли: «Половинка танкового». Кстати, для экскаваторной техники блок цилиндров и головку блока сделали чугунными вместо алюминиевых. Мощность дизеля 2Д6 составила 150 л.с. при частоте вращения коленчатого вала 1500 об/мин. Впоследствии оказалось, что для Э-1004 это было излишним, поэтому двигатель дефорсировали до 120 л.с.

Однако то, что подходит для танка, не всегда хорошо для экскаватора. Быстроходные двигатели 2Д6 были сложны, капризны и недолговечны в условиях переменных нагрузок, что для экскаватора неизбежно. Особенно быстро они стали выходить из строя при работе экскаваторов с крановым оборудованием, где наиболее распространены режимы сравнительно малых нагрузок и холостого хода. Механизаторов донимали запредельный расход дефицитнейшего авиационного масла (используемое для обычных дизелей здесь не подходило) и электростартерный пуск.

Летом было удобно: нажал кнопку, и двигатель запустился. Зимой же, перед тем, как запустить дизель, приходилось греть воду и масло. Поэтому в процессе эксплуатации многие экскаваторы Э-1004 оснащали двигателями КДМ-46 мощностью 92 л.с. Конечно, при этом заведомо шли на снижение производительности. Зато установленный на дизеле КДМ-46 бензиновый «пускач» уверенно проворачивал коленчатый вал мотора в любой мороз. Вообще, указанные двигатели были достаточно надёжны и весьма часто встречались на строительной технике. В частности, они устанавливались на тракторах С-80, экскаваторах с ковшами ёмкостью 0,5 - 0,75 м3 и других машинах. Так что с запчастями проблем не возникало.

Экскаватор Э-1004

Выпуск экскаваторов Э-1003 и Э-1004 из года в год возрастал, при этом увеличивалась доля дизельных машин. В 1948 г. было изготовлено 42 первых Э-1003, в 1949 г. – 137 штук Э-1003 и 29 единиц Э-1004, в 1950 г. – соответственно 121 и 119, в 1951-ом – 150 и 143, в 1952 г. – 84 и 235. К 1955 г. объём производства «кубовых» экскаваторов достиг 445. Эти машины стали весьма популярны. Большая мощность в сочетании со значительным запасом прочности сделали их незаменимыми на всех важнейших стройках Советского Союза. Причём экскаваторы Э-1004 с крановым оборудованием были весьма востребованы при выполнении монтажных работ. Ведь специальных гусеничных монтажных кранов тогда не выпускали, а «воронежцы» оказались в те годы наиболее мощными и устойчивыми среди отечественных экскаваторов.

В Большой Советской Энциклопедии, изданной в 50-х годах прошлого века, Воронежскому экскаваторному заводу была посвящена отдельная статья. Продукция этого предприятия нашла широкое применение, особенно на важнейших народнохозяйственных объектах, возведение которых было необходимо для подъёма базовых отраслей экономики. В научно-популярных изданиях, школьных учебниках, газетах и журналах, на плакатах того времени довольно часто встречались фотографии с видами крупных строек, где практически неизменным атрибутом были воронежские экскаваторы. Попали они и в кадры популярных художественных кинофильмов: «Высота», «Добровольцы», «Люди на мосту», «Застава Ильича» и др. Действующий макет экскаватора Э-1003 в масштабе 1:5 и по сей день экспонируется в Горном отделе Политехнического музея в Москве.