Оптимальный объем ковша экскаватора

Что влияет на показатель

Оптимальная вместимость ковша экскаватора или погрузчика определяется с учетом нескольких факторов:

• грузоподъемность конкретного носителя,
• насыпная плотность разрабатываемого материала,
• характер нагрузок, возникающих в ходе работы,
• физико-механические параметры разрабатываемой породы.

Правильно подобранное оборудование должно одновременно обеспечить высокую производительность экскаватора, не оказывать вредного воздействия на спецтехнику и отработать без поломок весь срок службы.

Ковш Impulse GP-15-1300-0,95

• Нож 30мм HB450
• Масса базовой машины, т 12-18
• Ширина, мм 1300

227 000 ₽

В корзину

Ковш для фронтальных погрузчиков Impulse FL-LM-12-2400-3,0

• Масса базовой машины, т 10-13
• Грузоподъёмность погрузчика, т 3,0-3,5
• Вместимость (SAE), куб м. 3,0

Цена по запросу

В корзину

Ковш для экскаваторов-погрузчиков 400 мм

• Тип техники Экскаватор-погрузчик
• Масса базовой машины, т 7
• Тип ковша Общеземельный

52 400 ₽

В корзину

Геометрическая вместимость ковша

Для начала разберемся с понятиями вместимости, емкости и объема.

Есть очень простой, но ошибочный способ проверить емкость ковша — наполнить его жидкостью (обычно водой).

При таком способе измеряется только геометрическая вместимость, она же — внутренний объем ковша, тогда как вместимость для ковшей гидравлических экскаваторов и погрузчиков всегда считается с учетом объема «шапки».

Фактический объем ковша экскаватора — это сумма геометрической емкости ковша «по воде» и объема «шапки».

Коэффициент наполнения ковша

«Шапка» или горка — часть разрабатываемого материала в наполненном ковше, имеющая пирамидальную форму. Фактический ее объем зависит от свойств конкретного типа грунта и измеряется по углу естественного откоса, образованному между горизонтальной плоскостью и свободной поверхностью материала.

Например, фактическое наполнение ковша влажным песком будет выше, чем сухим, так как угол естественного откоса составит 45° и 34° соответственно.

Коэффициент наполнения ковша (КН) — это отношение объема разрыхленного материала в ковше к его емкости. Фактическая наполняемость ковша, в зависимости от разрабатываемого материала, на 15-30% больше, чем его геометрический объем.

Коэффициент наполнения ковша одноковшовых экскаваторов

Как измерить объем ковша

Для расчета производительности техники используются различные методики, в которых вместимость ковша определяется с учетом усредненного угла естественного откоса.

Сами производители строительной техники и ковшей, указывая значение номинальной вместимости, руководствуются рядом стандартов: ГОСТ, ISO, JIS, PCSA, SAE, CECE.

Для стандартных ковшей на фронтальные погрузчики, мини-погрузчики, телескопические погрузчики и экскаваторных ковшей «прямая лопата» номинальная вместимость у всех вышеперечисленных сообществ и стандартов определяется исходя из угла естественного откоса 1:2 (~27°).

Для ковшей обратная лопата экскаваторов номинальная вместимость ковшей рассчитывается исходя из угла естественного откоса 1:1 (45°). Исключение — CECE и ГОСТ, где угол естественного откоса принят за 1:2.

Ниже в качестве примера приведена таблица из технического описания со штатными ковшами для экскаватора, где можно увидеть, что производитель указывает номинальную вместимость по стандартам SAE (угол откоса 1:1) и CECE (1:2).

С помощью таких таблиц, которые включают в техническую документацию большинство производителей экскаваторов, можно подобрать оптимальный ковш с учетом длины рабочего оборудования, плотности материала и характера работ.

Как выбирать

Существует достаточно простой способ подбора ковша с оптимальной вместимостью.

Для примера воспользуемся другой таблицей с техническими характеристиками гусеничного экскаватора массой 20 тонн.

Главное ограничение при выборе оборудования — безопасность работ. При полной загрузке суммарный вес ковша и материала не должен превышать максимально допустимую нагрузку на конце рукояти. Это позволит обеспечить устойчивость экскаватора даже при максимальном вылете рабочего оборудования и поперечном положении поворотной платформы относительно ходовой тележки.

Примеры из практики

В нашем примере предельная нагрузка не должна превышать 2 770 кг — это общая масса полностью загруженного ковша.

Следующий параметр, который нам понадобится, — это насыпная плотность грунта.

Допустим, нам нужно подобрать два ковша. В первом случае задача — разработать котлованы под строительство в песчано-глинистом грунте (плотность 2000 кг/м3), во втором — добывать песок (плотность 1500 кг/м3) в карьере.

Воспользуемся модельным рядом ковшей Импульс для класса 20-тонных машин.

Для разработки грунта и копания котлована в городских условиях рекомендуем использовать общеземельный ковш.

Ковш Impulse GP-20-1100-0,97 имеет вместимость 0,97 м3 и массу 820 кг.

Формула для расчета нагрузки будет следующей:

Общая масса = вес пустого ковша + плотность материала х вместимость ковша.

Получаем результат:

Общая масса = 820 + 2000×0,97 = 2760 кг.

Для добычи песка оптимально будет использовать усиленный ковш, так как высокая абразивность песка и, как правило, высокая загрузка техники на карьерах требуют повышенной износостойкости.

Теперь возьмем ковш усиленный Impulse HD-20-1300-1,2 вместимостью 1,2 м3 и массой 940 кг.

Считаем по той же формуле:

Общая масса = 940 + 1500×1,2= 2740 кг.

Как показывают эти примеры, оба экземпляра соответствуют требованиям по грузоподъемности и оптимальны с точки зрения области их применения.

Цена ошибки

Предположим, что мы бы перепутали ковши для котлованов и карьера.

В первом случае мы бы получили перевес почти в 600 кг, что привело бы к снижению устойчивости, повышенному расходу ГСМ и, как следствие, снижению в целом ресурса экскаватора.

А втором — сниженную на 20% производительность и более быстрый выход оборудования из строя вследствие ускоренного износа.

Руководствуясь этим несложным подходом, вы сможете избежать ошибок при выборе ковша, даже если очень хочется взять модель побольше. Или обращайтесь к специалистам ГК «Традиция», которые подберут нужный вариант с учетом конкретных условий работы.