Что делает экскаватор экскаватором

Материалы, с которыми приходится работать ковшу, имеют ряд характеристик, которые надо учитывать при выборе ковша. Забегая вперед, заметим, что существуют различные типы ковшей, предназначенные для работы с определенными группами материалов. Для правильного выбора ковша необходимо знать не менее трех характеристик материала:
• плотность (измеряется в т/м³);
• абразивность, т. е. способность материала «истирать» металл ковша;
• связность грунта (когезия).

Плотность грунта зависит от его структуры, абразивность – от твердости материала или от твердости компонентов грунта. От связности грунта зависит коэффициент заполнения ковша: например, при правильной выемке влажной глины ковш будет заполнен «с горкой», а сухой песок не будет лежать в ковше «горкой», и коэффициент наполнения ковша песком будет меньше, чем при выемке глины.

В зависимости от ожидаемой производительности (т. е. количества грунта или материала, который мы хотим переместить с помощью экскаватора) мы определяем полезную нагрузку (грузоподъемность) ковша. Когда мы определились с производительностью/ грузоподъемностью, нам необходимо знать, на какое расстояние необходимо переместить грунт экскаватором – это поможет определить длину стрелы и рукояти и соответствующее соединение рукоять–ковш (существуют разные типы этого соединения). Только после этого мы можем выбрать экскаватор, который нам подходит в данном случае, потому как он должен обеспечивать грузоподъемность грунта/ материала, ковша и устройства быстрой смены навесного оборудования (если есть необходимость) при максимальном вылете стрелы и рукояти. Сумма этих трех компонентов определяет рабочий вес (фактический вес, который может поднять экскаватор на полном вылете), который указывают производители экскаваторов в своих брошюрах. (В данном контексте автор приводит термины и определения не по ГОСТу, а так, как их трактуют производители техники. – Прим. ред.)

Зная плотность материала и связность грунта, мы можем определить вместимость ковша (объем) по следующей формуле:

Вместимость ковша = Грузоподъемность/ (Коэффициент заполнения х Плотность).

Структуру материала, его состав и абразивность также учитывают при выборе ковша, зубьев, режущих кромок и других компонентов. От правильного выбора материала ковша и указанных компонентов зависит его ресурс. Например, компания Caterpillar выделяет четыре основные группы ковшей:
• экскавационный для выемки/ копания рыхлого среднеуплотненного грунта, например, это может быть земля, суглинок, глина, гравий или галька;
• «экстремально» экскавационный для работы с уплотненными среднеабразивными материалами (смесь земля–скала–песок–гравий–глина, мел, низкоабразивные породы);
• скальный для твердого и абразивного материала – скальных пород, известняка;
• скальный для тяжелых условий работы (высокоабразивные породы, например, гранит, базальт).

Мы описали лишь самые общие и простые принципы подбора ковшей. На практике следует всегда учитывать систему полностью (экскаватор–самосвал–бульдозер и т. д.), потому что в этой цепочке существуют другие лимитирующие факторы.

Редакция благодарит московское представительство компании Caterpillar за помощь в подготовке статьи