При комплектации техники для проектов погрузки грунта вместимость ковша часто становится первым пунктом сравнения: чем больше ковш, тем больше загружается за один цикл и тем меньше циклов требуется. Однако на практике после спуска в котлован у некоторых машин вместимость ковша немалая, но при встрече с плотным слоем материала ковш не может внедриться, и приходится многократно рыхлить грунт или предварительно обрабатывать его гидромолотом. Проблема зачастую не в самой вместимости ковша, а в том, достаточно ли усилие копания ковша, соответствующее этой вместимости.
Статья посвящена этому компромиссу: почему при большой вместимости ковша всё равно нужно учитывать усилие копания ковша, а также в рамках данных гусеничного экскаватора SH500 с нашего сайта — какие значения можно соотнести с какими рабочими решениями, а какие условия ещё требуют проверки на месте.
Что ограничивают вместимость ковша и усилие копания ковша соответственно
Вместимость ковша описывает, сколько материала вмещает один ковш, и влияет на полезную нагрузку за цикл; усилие копания ковша описывает, какое усилие резания режущая кромка может приложить в процессе копания, и влияет на то, сможет ли она внедриться в текущий слой материала. Эти параметры относятся к разным этапам работы: первый — скорее к погрузке, второй — скорее к копанию.
Когда материал рыхлый и слой тонкий, при большей вместимости ковша темп погрузки легче поднять; когда материал плотный, содержит гравий или выветрелые породы, режущая кромка не внедряется, и даже при большой вместимости ковш возвращается пустым. Именно поэтому конфигурацию с большой вместимостью ковша нельзя оценивать в отрыве от усилия копания ковша.
Связь этих двух значений в данных SH500
Открытые данные гусеничного экскаватора SH500 с нашего сайта показывают: вместимость ковша — 2,2–2,5 м³, усилие копания ковша — 290 кН, усилие копания рукояти — 236 кН, рабочая масса — 49600 кг. Конфигурация предусматривает одновременное наличие большой вместимости ковша и относительно высокого усилия копания ковша, а не увеличение только вместимости ковша.
Эти значения помогают понять: на гусеничном экскаваторе класса 50 тонн вместимость ковша 2,2–2,5 м³ и усилие копания ковша 290 кН относятся к одним и тем же данным конфигурации, и при подборе их нужно оценивать вместе, а не брать только вместимость ковша для согласования с транспортными средствами.
Другие условия, связанные с вместимостью ковша
- Двигатель: Cummins QSM11, номинальная мощность 250 кВт/2000 об/мин, 6-цилиндровый рядный, с турбонаддувом, промежуточным охлаждением, объём 11 л.
- Гидравлическая система: нагрузочная система Linde, максимальный рабочий расход 2×380 л/мин, плюс расход шестерённого насоса 27 л/мин.
- Ходовая часть: скорость движения 3,2/5,3 км/ч, преодолеваемый уклон 70% (35°).
- Рабочий диапазон: максимальная глубина копания 7800 мм, максимальная высота копания 10924 мм, максимальная высота разгрузки 7615 мм, максимальный радиус копания 12016 мм.
Эти данные иллюстрируют направление конфигурации силовой установки и гидравлики данной модели для сценариев непрерывной погрузки, но на их основании нельзя делать вывод, что при любом материале будет достигнута конкретная производительность. На производительность также влияют состояние материала, оборот транспортных средств, уровень оператора и организация смен.
Какие условия на площадке изменяют фактический эффект этих двух значений
Состояние материала
Даже при погрузке грунта требования к режущей кромке сильно различаются для рыхлой обратной засыпки, уплотнённой глины, грунта с гравием и слоёв выветрелых пород. В данных указано усилие копания ковша при номинальной конфигурации; фактическая способность внедрения зависит также от твёрдости слоя, степени развития трещиноватости и необходимости предварительного рыхления. При более твёрдом материале следует включать в план необходимость предварительной обработки гидромолотом, а не пытаться решить вопрос только увеличением вместимости ковша.
Позиционирование транспортных средств
При увеличении вместимости ковша масса разгрузки за один ковш возрастает, и требования к высоте разгрузки и позиционированию кузова становятся более чувствительными. В данных SH500 максимальная высота разгрузки составляет 7615 мм; при подборе это нужно проверять вместе с высотой кузова планируемых транспортных средств и местом стоянки, чтобы избежать ситуации, когда вместимость ковша достаточна, но разгрузка не попадает в кузов.
Несущая способность площадки и положение машины
Рабочая масса — 49600 кг, удельное давление на грунт по данным указано как 81,9 МПа. То, уплотнена ли площадка в точке погрузки, находится ли она в зоне обратной засыпки или на слабом основании, напрямую влияет на устойчивость положения и безопасность движения. Значение удельного давления на грунт из данных нужно проверять для конкретных грунтовых условий; его нельзя напрямую приравнивать к выводу о проходимости на любой площадке.
Поворот и рабочий радиус
Максимальный радиус копания — 12016 мм, радиус поворота хвостовой части — 3655 мм; при размещении точки погрузки необходимо предусмотреть пространство для поворота и проход для соседних машин. При узкой погрузочной площадке ограничивающим фактором сначала станет запас на поворот машины с большим ковшом, а не вместимость ковша.
В каких случаях конфигурация с большой вместимостью ковша может не подойти
Если площадка погрузки стеснена, тоннаж транспортных средств мал, материал преимущественно плотный и не выполнено предварительное рыхление, либо организация смен сама по себе не позволяет часто менять положение машины, то конфигурация, подобранная только по большой вместимости ковша, может не превратиться в темп погрузки. В этом случае в первую очередь стоит уточнить способ предварительной обработки материала, соответствие транспортных средств и планировку площадки, а не продолжать увеличивать вместимость ковша.
Напротив, в сценариях непрерывной погрузки с относительно контролируемым материалом, стабильным оборотом транспортных средств и достаточным пространством для поворота на погрузочной площадке модель с одновременно высокими значениями вместимости ковша и усилия копания ковша имеет соответствующие условия для реализации. Это условное суждение, а не вывод о применимости данной модели.
Рекомендуется проверить по пунктам перед закупкой
- Тип и твёрдость материала: требуется ли предварительное рыхление или использование гидромолота; совместимость гидромолота нужно дополнительно проверять по рабочей массе, расходу и давлению гидравлики, присоединительным размерам и данным трубопроводов.
- Параметры транспортных средств: высота кузова, грузоподъёмность и способ оборота, соответствуют ли они максимальной высоте разгрузки и вместимости ковша.
- Размеры площадки погрузки: пространство для поворота, радиус поворота хвостовой части, проход для соседних машин и маршрут выезда.
- Грунтовые условия: несущая способность, наличие слабого основания или зоны обратной засыпки, сопоставление с данными удельного давления на грунт.
- Рабочий диапазон: охватывают ли максимальная глубина копания и радиус копания планируемые уступы и расположение штабеля материала.
- Смены и сопутствующие условия: продолжительность непрерывной работы, заправка топливом и организация операторов.
Информация, которую следует предоставить при запросе цены
При обращении к производителю или дилеру рекомендуется предоставить: тип и примерную твёрдость материала, размеры площадки погрузки в плане, планируемую высоту кузова и грузоподъёмность транспортных средств, среднесуточный объём работ и смены, несущую способность грунта, необходимость использования навесного оборудования, а также текущую конфигурацию техники. Эта информация используется для проверки соответствия вместимости ковша, усилия копания ковша, высоты разгрузки и рабочего диапазона SH500 фактическим потребностям; при отсутствии данных с площадки не следует делать окончательных выводов.