Excavator

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Excavator

Les pelles hydrauliques modernes existent dans une grande variété de tailles. Les plus petites sont appelées mini-pelles ou pelles compactes. Par exemple, la plus petite mini-pelle de Caterpillar pèse 2 060 livres (930 kg) et a 13 cv ; leur plus grand modèle est la plus grande pelle disponible (développée et produite par l’Orenstein & Koppel, Allemagne, jusqu’au rachat 2011 par Caterpillar, nommée « RH400 »), la CAT 6090, qui pèse plus de 2 160 510 livres (979 990 kg), a 4500 cv, et un godet aussi grand que 52.0 m³.

Les pelles hydrauliques couplent généralement la puissance du moteur à (généralement) trois pompes hydrauliques plutôt qu’à des chaînes cinématiques mécaniques. Les deux pompes principales fournissent de l’huile à haute pression (jusqu’à 5000 psi, 345 bar) pour les bras, le moteur d’orientation, les moteurs de chenilles et les accessoires tandis que la troisième est une pompe à plus basse pression (~700 psi, 48 bar) pour la commande pilote des distributeurs ; ce troisième circuit permet de réduire l’effort physique lors de l’actionnement des commandes. En général, les 3 pompes utilisées dans les excavatrices se composent de 2 pompes à piston à déplacement variable et d’une pompe à engrenages. La disposition des pompes dans l’unité de l’excavateur change avec les différents fabricants qui utilisent différents formats.

Les trois sections principales d’une excavatrice sont le train de roulement, la maison et le bras (on utilise aussi la flèche). Le train de roulement comprend des chenilles, un châssis de chenilles et des entraînements finaux, qui ont un moteur hydraulique et un engrenage fournissant l’entraînement aux chenilles individuelles. Le train de roulement peut également comporter une lame semblable à celle d’un bulldozer. Le châssis comprend la cabine de l’opérateur, le contrepoids, le moteur et les réservoirs de carburant et d’huile hydraulique. Le châssis se fixe au train de roulement au moyen d’un axe central. L’huile à haute pression est fournie aux moteurs hydrauliques des chenilles par le biais d’un pivot hydraulique situé dans l’axe de l’axe, ce qui permet à la machine de pivoter sans entrave sur 360° et assure ainsi le mouvement de gauche à droite. Le bras assure les mouvements de haut en bas et de rapprochement et d’éloignement (ou mouvement de creusement). Le bras se compose généralement d’une flèche, d’un bras et d’un godet avec trois articulations entre eux et la maison.

La flèche se fixe à la maison et assure le mouvement de haut en bas. Elle peut avoir l’une des différentes configurations suivantes :

• Les plus courantes sont les flèches mono ; elles n’ont aucun mouvement à part le mouvement droit de haut en bas.
• Certaines autres ont une flèche articulée qui peut aussi se déplacer à gauche et à droite dans l’axe de la machine.
• Une autre option est une charnière à la base de la flèche lui permettant de pivoter hydrauliquement jusqu’à 180° indépendamment de la maison ; cependant, ceci n’est généralement disponible que pour les pelles compactes.
• Les flèches à angle variable ont une articulation supplémentaire au milieu de la flèche pour changer la courbure de la flèche. Elles sont également appelées flèches à triple articulation (TAB) ou flèches à 3 pièces.

Attaché à l’extrémité de la flèche se trouve le bâton (ou bras de godet). Le stick fournit le mouvement de creusement nécessaire pour tirer le godet à travers le sol. La longueur du bâton est facultative selon que la portée (bâton plus long) ou la puissance d’arrachement (bâton plus court) est requise. Le plus courant est le mono-bâton mais il existe aussi, par exemple, des bâtons télescopiques.

A l’extrémité du bâton se trouve généralement un godet. Un godet large et de grande capacité (boue) avec un bord de coupe droit est utilisé pour le nettoyage et le nivellement ou lorsque le matériau à creuser est mou, et que les dents ne sont pas nécessaires. Un godet à usage général (GP) est généralement plus petit, plus solide et doté de couteaux latéraux et de dents trempés utilisés pour briser les sols durs et les roches. Les godets ont de nombreuses formes et tailles pour diverses applications. Il existe également de nombreux autres accessoires qui peuvent être fixés à la pelle pour forer, déchirer, écraser, couper, soulever, etc. Les accessoires peuvent être fixés à l’aide de broches semblables à celles des autres parties du bras ou à l’aide d’une sorte d’attache rapide. Les excavatrices en Scandinavie sont souvent équipées d’un tiltrotateur qui permet aux accessoires de tourner à 360 degrés et de s’incliner à +/- 45 degrés, afin d’augmenter la flexibilité et la précision de l’excavatrice.

Avant les années 1990, toutes les pelles avaient un contrepoids long ou conventionnel qui pendait à l’arrière de la machine pour fournir plus de force de creusement et de capacité de levage. Cela devenait gênant pour travailler dans des zones confinées. En 1993, Yanmar a lancé la première pelle à pivotement sans queue au monde, qui permet au contrepoids de rester dans la largeur des chenilles lorsqu’il pivote, ce qui le rend plus sûr et plus convivial lorsqu’il est utilisé dans un espace confiné. Ce type de machine est maintenant largement utilisé dans le monde entier.

Il existe deux principaux types de configuration de « Commande » généralement utilisés dans les pelles pour contrôler la flèche et le godet, les deux répartissant les quatre principales commandes de creusement entre deux joysticks x et y. Cela permet à un opérateur qualifié de contrôler les quatre fonctions simultanément. La configuration la plus populaire aux États-Unis est celle des commandes SAE, tandis que dans d’autres parties du monde, la configuration des commandes ISO est plus courante. Certains fabricants, comme Takeuchi, ont des commutateurs qui permettent à l’opérateur de sélectionner la configuration de commande à utiliser.