Номинальная вместимость ковша

Вместимость ковша бывает геометрической и максимальной (“с шапкой“). На практике чаще используется вместимость ковша с «шапкой».

Вместимость ковша экскаваторов фирмы ВЗМ отвечает требованиям стандарта ISO и таких стандартов, как JIS, PCSA и SAE (JIS и SAE базируются на стандарте ISO.)

1) Геометрическая вместимость ковша Геометрическая вместимость ковша – это объем ковша, загруженного до плоскости геометрической вместимости. Плоскость геометрической вместимости проходит через верхнюю заднюю грань и режущую кромку ковша (см. правый верхний рисунок).

2) Вместимость с «шапкой» Вместимость с «шапкой» – это сумма геометрической вместимости и объема материала над ковшом с углом естественного откоса 1:2, как показано справа на центральном рисунке. Это не означает, что экскаватор с обратной лопатой должен перемещать ковш в таком положении или что угол естественного откоса всего материала составляет 1:2.

Vh=Vs+Ve        

Где:

• Vs: геометрическая вместимость ковша
• Vh: вместимость с «шапкой»
• Ve: материал, насыпанный под углом естественного откоса 1:2 или 1:1

Существуют различные стандарты для определения вместимости ковша с “шапкой“. Принципиальная разница между ними заключается в определении понятия «угла естественного откоса», как указано в следующей таблице.

Угол естественного откоса

Примечания:

ISO……..Международная организация по стандартизации – стандарты ISO 7451 и ISO 7546

JIS………Промышленный стандарт Японии – стандарт JIS A8401 — 1976

PCSA ….Ассоциация производителей подъемных кранов и лопат (США) – стандарт PCSA № 37-26

SAE…….Общество автомобильных инженеров (США) – стандарт SAE J296/J742b

CECE ….Комитет по европейскому строительному оборудованию – стандарт CECE раздел VI

Выбор ковша экскаватора

Фирма ВЗМ предлагает ковши различной формы и размеров, чтобы дать возможность пользователям выбрать оптимальный ковш с учетом типа почвы и характера выполняемой работы. Это позволяет выполнить работу наиболее эффективно. Ниже приводятся рекомендации по выбору оптимального ковша.

1. Выбор типа (формы)

На экскаваторы можно установить ковши различных типов.

• Универсальный ковш
• Ковш для работы в облегченном режиме
• Ковш для тяжелых режимов работы
• Узкий ковш (ковш для зачистки траншей)
• Ковш для скальных пород
• Ковш с рыхлителем
• Прочие ковши специального назначения

2. Выбор размера

Пункты 1) и 2) следует рассматривать совместно.

1) Устойчивость машины (с обратной лопатой)  Чрезмерно большая вместимость ковша приводит к ухудшению устойчивости машины, что, в свою очередь, создает опасность опрокидывания. Принципиальный подход к вопросу выбора ковша с точки зрения устойчивости машины следующий. Обозначив через A максимально допустимую нагрузку для обеспечения боковой устойчивости машины, а через B – рабочую нагрузку ковша (масса ковша + масса груза), размер ковша следует выбрать таким, чтобы B ≤ A

Из рис. 1 следует, что A = W1 + (L0 / L) W2 = W1 + W2 (приблизительно), где

• W1: Масса пустого ковша по таблице грузоподъемности. Значение массы указано в таблицах «Сочетания ковша и рукояти».
• W2: Минимальная грузоподъемность по таблице грузоподъемности при соответствующей длине стрелы и рукояти (грузоподъемность зависит от вертикального положения рукояти)

Из рис. 2 следует, что B = W3 + W4, где

• W3: Масса ковша
• W4: Масса груза (= номинальная вместимость ковша x удельная масса грунта)

Усилие врезания ковша

При выборе ковша убедитесь в достаточности усилия врезания ковша в грунт стройплощадки. Усилие врезания ковша – это усилие резания грунта на единицу ширины ковша. Усилие врезания ковша = усилие резания грунта / ширина ковша  Чем больше величина усилия резания грунта на единицу ширину ковша, тем больше усилие врезания ковша (показатель проникновения в грунт). Усилие резания грунта создается гидроцилиндрами ковша и гидроцилиндрами стрелы. Кроме усилия резания грунта на усилие врезания ковша оказывают влияние ширина ковша и радиус разгрузки (расстояние от оси шарнира ковша до передней части зубьев ковша). 

(1)   Усилие резанья ковша

Номинальное усилие резания грунта ковшом – это сила, прикладываемая к передней точке резания ковша. Она создается гидроцилиндром ковша и гидроцилиндром рукояти.  силие, создаваемое первым из них, называется усилием резания грунта ковшом, а усилие, создаваемое последним, – напорным усилием рукояти. Указанные усилия резания грунта вычисляют, приложив к цилиндрам рабочее давление разгрузки. Из расчетов следует исключить массу узлов и силу трения. Определение усилия резания грунта дается на основании стандарта SAE J1179 и формируется следующим образом.

 a. Усилие резания грунта ковшом Номинальное усилие резания грунта ковшом (обозначенное V на верхнем рисунке) – это усилие, создаваемое цилиндрами ковша и действующее по касательной к дуге адиуса C. Ковш следует расположить таким образом, чтобы получить максимальный изгибающий момент от цилиндров ковша и рычажного механизма.

б. Напорное усилие рукояти Номинальное напорное усилие рукояти (обозначенное W на нижнем рисунке) – это усилие, создаваемое цилиндрами рукояти и действующее по касательной к дуге радиуса B. Рукоять следует расположить таким образом, чтобы получить максимальный изгибающий момент от цилиндров рукояти и ковша, расположенных, как упомянуто выше.

(2)   Ширина ковша

Чем шире ковш, тем хуже он врезается в грунт. Как правило, для выемки грунта, который легко разбивается, рекомендуется использовать широкий ковш. Узкий ковш лучше приспособлен для работы на вердом рунте. Из соображений увеличения срока службы ковша, рукояти, стрелы и соответствующих пальцев шарниров и втулок следует ограничить ширину ковша. Чрезмерно широкий ковш приведет к воздействию слишком большого згибающего момента на соответствующие детали, что, в свою очередь, ведет к преждевременным поломкам и износу.

(3)   Радиус разгрузки

Величина радиуса разгрузки также влияет на усилие резания грунта ковшом. При равном толкающем усилии цилиндра ковша ковш с меньшим радиусом разгрузки лучше врезается в твердый грунт, чем ковш большим радиусом разгрузки. Для получения надлежащего усилия врезания ширину и радиус разгрузки ковша следует выбирать с учетом вышеупомянутых усилий резания грунта. Для получения сведений о допустимой ширине и усилию врезания по каждой модели ковша обращайтесь к сотрудникам фирмы.