Непосредственным рабочим органом землеройной машины цикличного действия является ковш. Разнообразие условий применения данного типа машин приводит и к разнообразию конструкций навесок. И если для мощных карьерных экскаваторов и погрузчиков производятся два, максимум три типа исполнительных органов, то для строительной техники предлагается широчайший ряд.
Строительный экскаватор, оснащенный гидравлическим рабочим оборудованием, способен производить сложные выемочные работы, для достижения максимальной эффективности которых требуется применять не только стандартное оборудование, но и другие типы.
Разработкой новых типов различных форм, размеров и адаптированных к установке на машины конкретных машиностроительных брендов занимаются специализированные инжиниринговые компании.
Как уже отмечалось, ковши различаются формой, размером, набором инструмента и дополнительного оборудования, материалом. Навески крепятся к рукояти с помощью многозвенных рычажных механизмов, обеспечивающих им необходимую подвижность. Обычно рабочее оборудование строительных экскаваторов компонуется по схеме "обратная лопата", так как в сочетании с гидроприводом она обеспечивает наибольшую универсальность машины. Широко используется быстродействующий захват, устанавливаемый между рукоятью и рабочим органом, он приводится в действие либо гидроприводом, управляемым из кабины, либо вручную.
Наиболее распространенными является стандартное оборудование для выемочных работ. Цельносварные, они изготавливаются из износостойких стальных сплавов. Сегодня особенно популярна сталь HARDOX, и существуют изделия, целиком выполненные из этого материала. Производятся ковши с корпусами, где передняя стенка с режущей кромкой изготовлены из износостойкой стали типа 110Г13, а боковые стенки и элементы крепления - из конструкционных сталей, лучше поддающихся обработке. Передняя режущая кромка часто дополнительно покрывается износостойкой наплавкой.
Компания ООО "Профессионал" стала единственной на территории России, которая имеет право применять товарный знак HARDOX In My Body. Наличие этого знака подтверждает, что все износостойкие части навесок производства ООО "Профессионал" изготовлены из высокопрочных сталей HARDOX. Сертификат HARDOX In My Body также подтверждает использование требуемой технологии сварки и обработки сталей HARDOX в изготавливаемой продукции собственного производства.
В процессе внедрения ковша в породный массив основную работу по отделению стружки несут зубья. Форму зуба, его конфигурацию и размеры выбирают таким образом, чтобы снизить сопротивление и разрушающее воздействие со стороны разрабатываемого грунта. Вариантов зубьев большое множество, установка зубьев различных типов может в некоторой степени повысить универсальность оборудования.
Режущая кромка с зубьями является чаще всего отдельным конструктивным элементом, который сегодня вваривают в корпус, поэтому изменение формы режущей кромки, увеличение-уменьшение шага установки зубьев - это наиболее распространенные способы создания новых типов навесок, и этими способами можно пользоваться самому владельцу машины. На многих предприятиях ковши переваривают собственными силами.
Раньше использовались вставные зубья, которые крепились в гнезда, выполненные за одно целое с режущей кромкой, что существенно удорожало и утяжеляло продукцию. На сегодняшний день наибольшее распространение получили вильчатые зубья с болтовым креплением к режущей кромке для ковшей вместимостью до 0,3 м3 и для экскаваторов второй размерной группы, а также коронки, надевающиеся на адаптер, приваренный к корпусу, и фиксирующиеся специальным штифтом. Такая конструкция позволяет снизить металлоемкость и стоимость.
Производством скальных коронок и коронок для общих земляных работ занимаются такие фирмы, как Pyrsa (Испания), Metallurgica Valchiese (Италия), BYG (Испания), ESCO (США) и др.
От формы корпуса напрямую зависит его полезная вместимость. Например, при той же самой массе можно увеличить полезную вместимость оборудования, в том числе за счет более рациональной формы днища и боковых стенок. Целью является уменьшение «мертвых» объемов, т. е. незаполняемого пространства. Также изменение формы корпуса помогает снизить сопротивление движению грунта внутри ковша при его перераспределении по внутреннему объему.
Ковши могут оснащаться дополнительным оборудованием. Существуют модели с интегрированным роторным дробильным агрегатом (компания Meccanica Breganzese, Италия), с ударными зубьями, с просеивающими ситами и др. Для привода этих агрегатов используется часть мощности гидропривода экскаватора. Агрегатированные с дробилками, они значительно облегчают работу при разборке старых строений. Экскаватор черпает строительный мусор, тут же перемалывает его и выгружает в кузов транспортного средства. Активные зубья позволяют эффективнее разрушать крепкие грунты, бетонные конструкции, мерзляки и т. д. Экскаватор при этом одновременно выполняет функции рыхлителя и погрузчика.
|
|
|
| ООО «Профессионал». Скальный сверхусиленный Hitachi ZX-850 (4,3 м3) | Ковш-рыхлитель ООО «Профессионал» Hyundai R-290 (0,8 м3) |
|
|
|
Конструкция ковша Компании «Традиция-К» 1 - щека изготовлена с разделкой 2х45°; 2 - балка; 3 - износостойкие ребра жесткости на днище ковша; 4 - бокорез; 5 - кованые адаптеры Caterpillar; 6 - кованая коронка Caterpillar; 7 - заостренный нож из износостойкой стали; 8 - днище; 9 - боковая стенка из износостойкой стали |
Сегодня целый ряд специализированных компаний занимаются производством неагрегатированного оборудования простой конструкции.
Производятся следующие виды ковшей для экскаваторов:
- землеройный - для копания и погрузки материалов средней плотности, для общих земляных работ;
- землеройный усиленный - для копания и погрузки плотных и абразивных материалов;
- скальный - для копания и погрузки грунтов, содержащих значительное количество скальных пород и абразивных материалов;
- скальный усиленный - для разработки тяжелых грунтов с большим количеством каменистых включений и абразивных материалов, обладает повышенной износостойкостью и устойчивостью к повреждениям;
- планировочный - для проведения планировочных и очистных работ на откосах дорог, каналов, на насыпях;
- ковш-рыхлитель для скальных и мерзлых грунтов - в связи со ступенчатым расположением зубьев позволяет осуществлять рыхление с одновременной выемкой грунта;
- трапециевидный (профильный) - для рытья ирригационных каналов и ухода за ними, имеет скошенные боковые стенки;
- однозубый рыхлитель - для послойного рыхления мерзлых и скальных грунтов скальных материалов, корчевания и т. д.;
- решетчатый (скелетный) - для погрузки камней и разделения по фракциям (просеивания) породы;
- для погрузки блоков - для погрузки камней, блоков, негабарита.
По заказу изготавливают специальные навески различного профиля - для выемки траншей, ковши-рыхлители с дополнительными зубьями, установленными на днище, и др.
Похожий ассортимент продукции для экскаваторов и погрузчиков производят Воронежский завод металлоконструкций (вместимостью от 0,15 до 15 м3), Компания "Традиция-К", компании "СуперКовш", "Профессионал", "Гранит", "Техспецснаб" и др. Изделия этих специализированных фирм имеют необходимое качество и, что немаловажно, меньшую цену, чем фирменные изделия известных машиностроительных брендов.
Пользуется заслуженной популярностью продукция английской компании Miller. В 2005 г. после значительного обновления завода и усовершенствования линий продукции и технологических процессов на своем производственном комплексе в Великобритании Miller вступает в программу "Производства Мирового Уровня". Компания также производит широкую номенклатуру сцепок, кронштейнов. Одно из успешных ноу-хау фирмы - ковш scoop. Форма его днища оптимизирована с шириной и площадью зева таким образом, чтобы достигалась наилучшая наполняемость. Прийти к такой форме стало возможным после построения математической модели, иллюстрирующей рабочий процесс копания. И действительно, по отзывам сотрудников строительных фирм, где работают модели scoop, наблюдается снижение себестоимости землеройных работ. Речь идет в первую очередь о снижении удельного расхода топлива. Сварка производится на сварочных полуавтоматах в среде защитных газов. Прогрессивная технология сварки и современное оборудование призваны обеспечить высокие прочностные характеристики сварных швов. Все сварные швы проходят ультразвуковой контроль качества.
Отдельным видом работ считается изготовление оборудования для карьерных экскаваторов - "прямых лопат". Стандартное исполнение такой продукции включает механизм разгрузки, принудительно раскрывающий ковш. Их изготовление под силу лишь хорошо оснащенным предприятиям. Таковыми являются, конечно, сами машиностроительные заводы, где собирают экскаваторы, и достаточно развитые подрядчики, которые сотрудничают с мировыми брендами.