Ковши «обратная лопата»
Сменное рабочее оборудование гидравлических экскаваторов

Самым распространенным рабочим оборудованием гидравлических экскаваторов является ковш «обратная лопата». Он состоит из задней стенки, двух боковых стенок, передней стенки с козырьком и зубьев (или коронок), а также адаптера для присоединения рукояти и тяги экскаватора. Все детали ковша соединены между собой сваркой. Задняя стенка скруглена, чтобы избежать трения о грунт при повороте ковша.

Ковши различаются по назначению (по типам): усиленные, скальные, планировочные, траншейные, профильные, зачистные, погрузочные и т. д. На одну и ту же модель экскаватора могут устанавливаться ковши разной вместимости, конфигурации и конструкции.

При проектировании ковшей используют программы AvtoCAD, SolidVorks, AvtoPOL, что позволяет рассчитывать прочностные характеристики детали. Маркированная сертифицированная сталь раскраивается на современном аппарате газокислородной резки с ЧПУ. На листогибочном станке придают соответствующую форму задней стенке ковша. Для улучшения качества сварных швов все детали ковша очищают от окалины в дробеструйной камере.

Ковш собирают на специализированном стапеле. Сварку ковша производят опытные сварщики на сварочных полуавтоматах. Втулки крепления ковша растачивают на расточном станке, обеспечивающем соосность отверстий. На последнем этапе производственного процесса собранный и сваренный ковш обрабатывают в дробеструйной камере, при этом снимается окалина и внутренние напряжения со сварных швов. Окраска ковша производится в соответствии с требованием заказчика.
Немаловажной является организация строгого технического контроля на каждом этапе производственного процесса, что позволяет повысить качество продукции.

Земляные работы, как правило, выполняют ковшами с зубьями или коронками. Число и тип зубьев зависят от ширины ковша и вида работ, для которых он предназначен. Зубья помогают уменьшить первоначальное усилие внедрения ковша в обрабатываемый материал и снизить износ плоской режущей кромки ковша.

За последние 30 лет ковш существенно конструктивно не изменился. Значительную эволюцию претерпели конструкции зубьев ковша и способы их крепления. Раньше в основном использовали вставные зубья. Их крепили в гнезда режущей кромки, чаще всего выполненные как единая литая деталь, что существенно удорожало и утяжеляло ковш (рис. 1). Сегодня наибольшее распространение получили вильчатые зубья с болтовым креплением к режущей кромке для ковшей вместимостью до 0,3 м³ и для экскаваторов второй размерной группы (рис. 2), а также коронки, надеваемые на адаптер, приваренный к ковшу, и фиксирующиеся специальным штифтом (рис. 3) Такая конструкция позволяет снизить металлоемкость, а значит, и стоимость зубьев – основного расходного элемента ковша.

Практика показывает, что работоспособность рабочих органов ковшей и главным образом режущего инструмента зависит от технологии производства. На интенсивность износа режущего инструмента (зубьев, коронок, режущей кромки ковша) влияют:

• свойства и структура поверхностного слоя металла, взаимодействующего с обрабатываемым материалом;
• свойства обрабатываемого материала (твердость, прочность, размер частиц, степень однородности).

Зубья изготавливают из износостойких сталей с повышенными прочностными характеристиками. Литые зубья изготавливают из стали 110Г13Л или из конструкционных марганцевохромомолибденовых и никелевых сталей. Существенное влияние на работоспособность зубьев оказывают:

• химический состав стали;
• термоупрочнение (способы термообработки);
• способы формообразования;
• применяемый метод изготовления – поковка или литье.