Выбор экскаваторного ковша для продуктивной работы

Некоторые операторы экскаваторов используют стандартный ковш для всех случаев, однако такой подход может отрицательно сказаться на производительности. Например, использование стандартного ковша вместо траншейного может привести к потере эффективности при копании траншей. Важный этап – это предварительное изучение площадки, на которой будет работать ковш, и степени ее уплотнения. Кроме того, необходимо оценить плотность грунта с учетом погодных условий, затем подобрать ковш с учетом грузоподъемности экскаватора, а при необходимости дополнительное оборудование и устройство для быстрой смены оборудования. Самый большой ковш не обязательно обеспечивает максимально высокую производительность. Скорость заполнения ковша и время рабочего цикла играют здесь намного более важную роль.

Ковши общего назначения используются для копания и перемещения мягких материалов плотностью до 1800 кг/м³, с низким содержанием валунов, щебня и гальки, таких как земля, суглинок, верхний слой почвы, известняк, песок и рыхлый глинистый грунт. Чаще всего подрядчики используют усиленные ковши, которые более универсальны и хорошо работают в различных грунтовых условиях. Такие ковши изготавливаются из высококачественного износостойкого материала и оснащаются бокорезами или боковыми протекторами и износостойкими футеровочными пластинами для дополнительной прочности. Они предназначены для извлечения уплотненного материала, такого как рыхлая или взорванная порода, плотная глина и камень плотностью свыше 2100 кг/м³. Также подходят для гравия, расколотого базальта, известковых отложений, взорванного гранита, кварцевого песка, породы с острыми краями и других плотных материалов.

Расширить возможности экскаватора можно за счет применения траншейных ковшей, планировочных ковшей и устройств поворота (тилтротаторов). Расстояние от режущей кромки до задней стенки, форма режущей кромки, интервал между зубьями и форма зуба тоже влияют на производительность. На износ ковша сильно влияет характер материала. По оценкам специалистов, неправильный выбор ковша может увеличить эксплуатационные расходы на 10–20% из-за ускоренного износа. Вырывное усилие экскаватора характеризует силу воздействия ковша на материал. Оптимизированный заход ковша упрощает проникание в грунт и отрыв материала.

Если выбран ковш, который не может в полной мере реализовать возможности экскаватора, то работа с ним сокращает общий срок эксплуатации машины, при этом снижаются рабочие характеристики и увеличивается расход топлива. В качестве примера можно привести использование на скальном грунте ковша общего назначения вместо скального, которое ведет к увеличению нагрузки на гидроцилиндры и на гидросистему экскаватора, а также на тяги ковша. Применение широкого ковша для твердого материала может вызвать дополнительный износ самого ковша и пальцев. Если ковш слишком узкий, то объема ковша, возможно, будет недостаточно для быстрого копания.

Современные технологии позволяют использовать высокопрочную сталь меньшей толщины, за счет чего увеличивается емкость ковша, а общая масса машины остается прежней. Благодаря этому снижается нагрузка на машину и увеличивается объем захватываемого грунта при копании. Поскольку элементы ковша при работе подвержены разной нагрузке, они изготавливаются из различной стали. Например, для днища скальных ковшей средних экскаваторов, боковин и накладок применяется износостойкая сталь повышенной твердости (HB 400–500). Для тяжелых машин массой более 60 т используют высокопрочную сталь с пределом текучести до 690 МПа.

Производители экскаваторов предлагают различные ковши для своей техники, которые совмещаются с их машинами наилучшим образом. Например, компания Volvo выпускает широкий ассортимент ковшей из высокопрочной стали. Благодаря малому радиусу режущей кромки они отличаются увеличенным вырывным усилием и меньшим износом. Ковш Volvo общего назначения (GP) имеет привинчиваемые или привариваемые боковые резцы, которые служат для защиты боковой режущей кромки и повышения проникающей способности. Примерно 40% днища защищены сменными накладками из высокопрочной стали, а боковые кромки оснащены сменными пластинами. В качестве опции предлагается крюк. Ковш Volvo для тяжелых работ (HD) имеет более прочную конструкцию по сравнению с вариантом общего назначения. Кроме боковых защитных накладок на нем установлены приварные литые сегменты для защиты передней режущей кромки. Нижние сменные накладки из высокопрочной стали покрывают примерно 80% площади днища.

Строительные ковши Komatsu предлагаются в трех модификациях: облегченные ковши увеличенного объема для работ, требующих повышенной производительности, усиленные ковши стандартного объема и ковш каплевидной формы с защитой для тяжелых условий работы с оптимальным соотношением объема и массы. Каплевидная форма ковша обеспечивает высокую производительность за счет меньшего сопротивления при копании как снаружи ковша, так и внутри. При копании нижние пластины не выходят за траекторию зубьев, поэтому меньше изнашиваются. За счет применения углеродистой стали 1080 и специальной формы пластин, которая способствует отводу потока абразива на периферию, их долговечность увеличена на 150%.

На вторичном рынке ковшей, в отличие от первичного, действует множество игроков. Компании, специализирующиеся только на выпуске навесного рабочего оборудования, имеют возможность в сжатые сроки и по конкурентной цене поставлять ковши различной комплектации под нужды заказчика.

Производственные мощности четырех цехов компании «Профессионал» из г. Иваново позволяют производить более 3000 ковшей объемом от 0,01 до 40 м³ ежегодно, а также более 2500 рыхлителей, грейферов, захватов, стрел и рукоятей, стоек рыхлителей и бульдозерных отвалов. Продукция выпускается под собственным брендом и поставляется на спецтехнику Hitachi, Komatsu, Caterpillar, Volvo, Hyundai, JCB, КРАНЭКС, ТВЭКС, ЧЕТРА и др. В компании «Профессионал» действует собственная лаборатория, которая обеспечивает полный входной контроль качества сырья и материалов, а также изготовленной продукции. Для ковшей общего назначения применяется низколегированная сталь, например из 09Г2С или S355. Для усиленных, скальных и карьерных ковшей используются стали DILLINGER HÜTTENWERKE, Thyssenkrupp AG, Voestalpine Grobblech GmbH, JFE Steel Corporation.

Качество ковша зависит не только от используемых материалов и комплектующих, но и от технологии производства, по­этому в компании уделяется особое внимание соблюдению температурного режима сварки, чтобы сохранить прочностные свойства износостойкой стали. Кроме ковшей «Профессионал» под брендом ProfBreaker выпускает грейферы из высокопрочной стали с функциями копания и погрузки для носителей массой от 8 до 45 т. Для вращения захвата вокруг собственной оси могут быть установлены ротаторы Baltrotors.

Технопарк «Импульс» – один из крупнейших в России производителей навесного оборудования. Компания с квалифицированным персоналом численностью более 500 человек располагает 136-ю единицами металлообрабатывающего оборудования и 5700 м²производственных и складских площадей. Производство сертифицировано шведским концерном SSAB по программе Hardox in my body, что означает применение износостойких сталей Hardox и сварки по специальной технологии. Усиление ковшей пластинами из Hardox значительно удлиняет срок эксплуатации ковша, при этом его масса увеличивается несущественно. Грейферы и захваты Delta и Impulse оснащены ротатором в стандартной комплектации.

Компания Reschke Rus (г. Иваново) помимо усиленных, скальных и ковшей общего назначения предлагает нестандартные изделия. Ковш-рыхлитель с дополнительным ребром жесткости подходит для работы в самых тяжелых условиях, например для разрыва массивных блоков и после взрывных работ, а также может использоваться для рыхления мерзлой и каменистой почвы с ударом. Ковш для перемещения каменных блоков с вытянутым профилем изготавливается полностью из закаленных износостойких сталей. Просеивающий ковш предназначен для отсеивания камней и прочих горных пород, а также для переработки строительного мусора. Дренажный ковш с отверстиями в днище незаменим для очистных работ на водоемах, в руслах рек, прудах и прибрежной зоне.

Ковши общего назначения обычно используются для нормальных условий копания и мягких материалов. Когда речь идет о высокоабразивных материалах, стоит подумать об использовании усиленного или скального ковша, даже принимая во внимание небольшое уменьшение объема ковша и дополнительную массу. Такой ковш прослужит намного дольше, чем обычный, а повышенная долговечность снижает необходимость обслуживания. Цена его выше, но тем не менее он окупится за короткое время и позволит сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Итак, лучший выбор – это ковш, который соответствует номинальной нагрузке и изготовлен с использованием высокопрочных и износостойких материалов. Если ковш выполнен без применения износостойких или легированных сталей, на его ремонт с помощью наплавки и приварки полос придется потратить много времени. Разумным решением является наличие нескольких ковшей разной ширины для различных типов грунта и использование гидрозамка для их быстрой смены.