Большая Советская Энциклопедия (ЭК)

Большая Советская Энциклопедия

При малых концентрациях экситонов Э., состоящий из двух фермионов (электрона проводимости и дырки), можно рассматривать как бозон . Это означает, что возможна бозе-конденсация Э. (накопление большого числа Э. на наинизшем энергетическом уровне). Бозе-конденсация Э. может привести к существованию в кристалле незатухающих потоков энергии. Однако, в отличие от сверхтекучего жидкого гелия или сверхпроводника , сверхтекучий поток Э. может существовать не сколь угодно долго, а лишь в течение времени жизни Э.

Лит.: Гросс Е. Ф., Экситон и его движение в кристаллической решетке, «Успехи физических наук», 1962, т. 76, в. 3; Нокс Р., Теория экситонов, пер. с англ., М., 1966; Агранович В. М., Теория экситонов, М., 1968; Давыдов А. С., Теория молекулярных экситонов, М., 1968; Экситоны в полупроводниках, [Сб. статей], М., 1971; Осипьян Ю. А., Физика твердого тела выходит на передовые позиции, «Природа», 1975, № 10.

А. П. Силин.

Инфракрасная фотография электронно-дырочной капли в Ge: 1 — образец германия; 2 — электронно-дырочная капля.

Экситрон

Экситро'н, экзитрон (от лат. excito — возбуждаю и ...трон ), управляемый ртутный вентиль (обычно многоанодный) с однократным зажиганием

катодного пятна, свечение которого поддерживается т. н. дежурным анодом. Применяется в мощных выпрямителях тока и других устройствах.

Экскаватор

Экскава'тор (англ. excavator, от лат. excavo — долблю, выдалбливаю), основной тип машин, предназначенных для разработки (копания) мягких горных пород (грунта) в массиве или скальных в раздробленном состоянии, а также для погрузки их в транспортные средства (автомобили, ж.-д. вагоны и др.) или укладки в отвал. Э. в СССР выполняют около 35% объёмов земляных работ в строительстве и свыше 80% объёмов на открытых горных работах; общий годовой объём экскаваторных работ в СССР достигает 15 млрд. м³ (1976).

По принципу действия различают 2 основные группы: одноковшовые (прерывного, или цикличного, действия) и многоковшовые Э. (непрерывного действия). У первых все основные операции цикла производятся в постоянной последовательности, у вторых — одновременно.

Одноковшовые Э. Рабочий цикл этого распространённого класса Э. складывается из операций резания (копания) грунта (с одновременным заполнением ковша), перемещения заполненного ковша к месту разгрузки, выгрузки грунта из ковша и возвращения ковша в забой; продолжительность рабочего цикла в зависимости от мощности и типа Э. и условий работы колеблется от 12 до 80 сек. Производительность одноковшового Э. на 1 м³ ёмкости ковша в зависимости от условий работы составляет от 100 до 350 тыс. м³ в год, или 80—180 м³/ч. Одноковшовые Э. используются для разработки любых, в том числе самых крепких и неоднородных, грунтов с крупными твёрдыми включениями. Для работы в более мягких грунтах одноковшовые Э. могут снабжаться ковшами увеличенной ёмкости. Скальные породы и мёрзлые грунты перед разработкой одноковшовым Э. разрыхляют (обычно взрывом).

По роду ходового оборудования различают гусеничные, колёсные, шагающие, на ж.-д. ходу, плавучие, колёсно-гусеничные одноковшовые Э. По типу привода — с одним двигателем и со смешанным и индивидуальными приводами всех рабочих механизмов. По роду силовой установки — с приводом от двигателя внутреннего сгорания (дизельные, редко карбюраторные и газогенераторные), электрические, гидравлические, пневматические и комбинированные. По виду управления — с ручным, гидравлическим, пневматическим, электрическим и смешанным. По виду рабочего оборудования Э. подразделяются на одноковшовые с жёсткой шарнирно-скользящей связью ковша со стрелой (прямая лопата), с жёсткой шарнирной связью ковша со стрелой (обратная лопата), с гибкой связью ковша со стрелой (драглайн, грейфер и др.). Наиболее распространено оборудование прямой лопаты (рис. 1 , а); им оснащаются Э. любой мощности с ковшами ёмкостью до 153 м³ (см. Механическая лопата ). Э. с оборудованием прямой лопаты и с разгрузкой в транспортные средства или отвал целесообразно применять при разработке месторождений полезных ископаемых и для рытья котлованов, преимущественно в крепких, каменистых и скальных породах и грунтах, а также в устойчивых грунтах ср. крепости. Оборудование обратной лопаты (рис. 1 , б) используется для рытья узких траншей (шириной 0,7— 1,5 м и глубиной до 8 м ), особенно с вертикальными стенками для прокладки сетей канализации, нефтепроводов, устройства фундаментов в крепких и каменистых грунтах, а также сооружения небольших котлованов. Рабочее оборудование Э.-драглайна (рис. 1 , в) состоит из стрелы и ковша, подвешенного к стреле при помощи подъёмного и тягового канатов. Выемку грунта драглайн производит, как правило, ниже уровня установки Э.; ковши применяются различной ёмкости — в скальных предварительно разрыхлённых породах допускается работа драглайна при ёмкости ковша свыше 10 м³. Продолжительность цикла обычно на 10—20% больше, чем при работе Э. с оборудованием прямой лопаты. С оборудованием драглайна работает до 40% одноковшовых Э. Драглайны, имеющие т. н. шагающий ход, получили название шагающих драглайнов. Оборудование грейфера (рис. 1 , г) применяется для погрузочных работ, рытья котлованов с отвесными стенками, для работ под водой. Оборудование струга (рис. 1 , д) приспособлено для планировочных работ, удаления дорожной одежды и т.п. Отдельные модели Э., предназначенные в основном для строительства (с ковшами ёмкостью до 5 м³ ), снабжают различным сменным оборудованием не только для земляных, но и для монтажных, подъёмно-транспортных, погрузочно-разгрузочных, свайных и буровых работ, валки леса и корчёвки пней и т.п. Такие Э. обычно называются универсальными, т.к. они применимы во многих видах земляных и строительных работ. Если число единиц сменного оборудования не превышает трёх (например, лопата, драглайн, кран), Э. называется полууниверсальными.

Получают широкое распространение Э. с гидроприводом, т. н. гидроэкскаваторы, у которых все виды рабочих органов шарнирно связаны с поворотной платформой и перемещаются с помощью гидроцилиндров, приводимых в движение насосами высокого давления (10— 40 МПа ). В этом случае для передачи вращения (привод поворота, хода) обычно применяют гидравлические двигатели. Этот вид одноковшовых Э. изготовляется с ковшами малой (до 1,8 м³ ), средней (2—3 м³ ) и большой (3,2—6 м³ ) ёмкости; в СССР осваиваются гидроэкскаваторы с ковшом 12—20 м³. Основное рабочее оборудование — обратная лопата. Удельная мощность гидравлических Э. в зависимости от условий работы (мягкие или крепкие грунты) составляет от 133 до 213 квт на 1 м³ ёмкости ковша.

В зависимости от назначения одноковшовые Э. подразделяют на строительные, карьерные, строительно-карьерные и вскрышные, кроме того, выделяют тоннельные Э., плавучие и др. Строительные Э. — самый распространённый тип одноковшовых Э. (около 60% мирового парка); насчитывают около 200 моделей, выпускаемых более чем 80 отечеств. и зарубежными заводами. Различают: универсальные малой мощности (ёмкость ковша 0,05—1,8 м³ , грузоподъёмность крана 0,7—45 т , масса 1,5—65 т ); средней мощности — полууниверсальные (ёмкость ковша 2—3 м³ , грузоподъёмность крана 60—80 т , масса 72—105 т ); большой мощности — полууниверсальные (ёмкость ковша 3,25—6 м³ , грузоподъёмность крана 100—150 т , масса 115—210 т ). Удельная масса на 1 м³

ёмкости ковша для крепких грунтов составляет для этих Э. 33—36 т. Для более эффективного использования Э. снабжаются в мягких грунтах ковшами увеличенной на 25—60% ёмкости, а в очень крепких — уменьшенной на 20—25%. Э. малой мощности часто имеют сменное гусеничное и пневмоколёсное ходовое оборудование и одномоторный привод. У гидравлических Э. индивидуальный или смешанный привод. Карьерные Э. изготовляются с оборудованием лопаты, реже со сменным оборудованием драглайна и крана. Отличаются мощным рабочим оборудованием, высокими рабочими усилиями и скоростями, коротким циклом работы, что обусловливает по сравнению с др. Э. тех же типоразмеров большую производительность при погрузке в транспортные средства, особенно при крепких грунтах. Э. средней (ёмкость ковша 2—4 м³ ) и большой (ёмкость ковша 5—20 м³ ) мощности, массой 76—900 т , предназначены для работы в карьерах, особенно в крепких, предварительно взорванных породах и грунтах с погрузкой главным образом в большегрузные автосамосвалы. Выпускаются как в виде полууниверсальных Э., так и спец. лопат со стандартным и удлинённым оборудованием для верхней погрузки в средства транспорта, расположенные на бровке забоя (выемки). Ходовое оборудование — гусеничное. Силовое оборудование — электрическое с индивидуальным приводом механизмов по системе генератор — двигатель. Удельная мощность приводного двигателя 60— 80 квт на 1 м³ ёмкости ковша, давление на грунт 0,15—0,25 МПа , скорость хода 0,6—1,5 км /ч. Гидравлические карьерные Э. имеют ёмкость ковша до 8—9 м³ , разрабатываются модели с ковшами ёмкостью 12—20 м³. Строительно-карьерные Э. средней и большой мощности предназначены для работы в основном на карьерах нерудных строительных материалов. По своей конструкции они занимают среднее положение между строительными и карьерными. Вскрышные Э. изготовляют обычно с оборудованием лопаты для перемещения в отвал вскрышных пород на карьерах. Вскрышные Э. с ковшами ёмкостью до 15 м³ применяются также для погрузки в транспортные средства, расположенные на бровке разрабатываемого забоя. Ёмкость ковша от 6 до 153 м³ , масса 700—12 700 т. Ходовое оборудование мощных моделей — 4 спаренные гусеницы. Силовое оборудование такое же, как у карьерных Э. Удельная масса 45—90 т на 1 м³ ёмкости ковша, скорость хода 0,3—0,5 км/ч. Помимо механической лопаты на вскрышных работах применяются драглайны на шагающем ходу со стрелами длиной до 100 м , с ковшами ёмкостью от 5 до 168 м³ , массой до 14 тыс. т. Они являются основным оборудованием при бестранспортных системах разработки месторождений полезных ископаемых. В 1977 в СССР введён в эксплуатацию один из крупнейших в мире шагающих драглайнов со стрелой длиной 100 м и ковшом ёмкостью 100 м³.

Тоннельные и шахтные Э. используют в подземных условиях в выработках большого поперечного сечения при проходке тоннелей, сооружении камер подземных сооружений, выемке полезных ископаемых. Ёмкость ковша 0,75—1 м³ , масса 16—30 т.

Многоковшовые Э. состоят из рабочего оборудования (ковши, шарнирная ковшовая рама, стрела); металлоконструкции (надстройки), на которой оно укреплено; механизмов привода (силового оборудования); управления; платформы, на которой установлены все эти узлы и агрегаты, и ходового оборудования — нижней рамы с движителем. Ходовое оборудование многоковшовых Э.— гусеничное (при любой массе), пневмоколёсное (до массы в 30—40 т ), реже рельсовое (железнодорожное), шагающее или рельсо-шагающее (последние два при любой массе и перемещении Э. по мягким грунтам). В процессе работы многоковшовый Э. производит резание (копание), захват, транспортирование и разгрузку грунта на магистральный конвейер или в вагоны. По виду рабочего оборудования многоковшовые Э. подразделяются на два основных типа: цепные и роторные. В цепных экскаваторах ковши (от 12 до 40 штук) укреплены на бесконечной цепи, движущейся по каткам в направляющих ковшовой рамы. Большинство конструкций цепных Э. может обеспечить точную отделку откосов сооружения, благодаря чему ими выполняются профилировочные работы (рис. 2 , а и б). В роторных экскаваторах рабочий орган — колесо (ротор) с 6—12 (иногда до 24) ковшами (рис. 2 , г). Грунт из ковшей ротора высыпается на конвейер роторной стрелы непосредственно или через питатель и передаётся на разгрузочный конвейер. Общее расстояние, на которое перемещается грунт, достигает 150 м , высота копания до 50 м , глубина копания до 25 м.

Ротор почти полностью освобожден от транспортирования грунта, что позволяет увеличить скорость копания до 3— 4,4 м/сек вместо 0,4—1,2 м/сек у цепных машин. Модели малой мощности, с ковшами ёмкостью 25—150 л , могут работать в карьерах нерудных строительных материалов; средней мощности, с ковшами ёмкостью 200—450 л , — на крупных строительных работах; большой мощности, с ковшами 500—4500 л ,— на крупных карьерах. Роторные Э. применяются также для складирования, отгрузки материалов при больших объёмах, с производительностью до 12 500 м³/ч и более. Масса Э. на 1 л ёмкости ковша 0,9—1,5 т. Средняя производительность 1,8—2,5 м³ /ч на 1 л ёмкости ковша.

В зависимости от направления движения ковшей относительно перемещения Э. различают многоковшовые Э. поперечного и продольного копания и поворотные. К Э. поперечного копания (см. рис. 2 ) относятся в основном цепные Э., которые во время работы движутся в направлении, перпендикулярном плоскости движения ковшей. Машины могут работать с верхним и нижним копанием и устанавливаются на рельсовом или гусеничном ходу. К Э. продольного копания относятся цепные и роторные Э., которые во время работы движутся в направлении, параллельном или совпадающем с плоскостью движения ковшей, — траншеекопатели, канавокопатели. Обычно — это машины малой мощности (масса до 75 т ), на гусеничном или пневмоколёсном ходу. Предназначены они для рытья траншей шириной от 0,35 до 2, реже 3 м при глубине от 1,2 до 2 м для роторных Э. и до 8 м — для цепных. Эти Э. выполняются также в виде навесного оборудования на тракторах, колёсных тягачах и автомобилях. К поворотным многоковшовым Э. относятся цепные Э., имеющие ковшовую раму, установленную на поворотной платформе, вращающейся на опорном круге; обычно оборудуются гусеничным ходом (рис. 2 , б). Полноповоротность увеличивает массу Э. на 30—40%. Ёмкость ковшей достигает 3600 л. Применяют для отработки тупиковых забоев и разработки с одного уступа попеременно верхним и нижним забоем двух уступов.