Как измерить объем ковша экскаватора
Как определить объём ковша экскаватора
Как определить объём ковша экскаватора
Землеройные работы достаточно затратные и трудоемкие, если не использовать спецтехнику и копать вручную. Поэтому при проведении коммуникаций, рытье котлованов, добыче полезных ископаемых, используются экскаватор. Важной частью экскаватора является ковш, которым зачерпывают грунт. Если присмотреться, то окажется, что у каждой модели техники имеется свой ковш определенного размера и формы.
Основные параметры ковшей
Полезная информация: широкий ковш плохо врезается и не подходит для твердых грунтов. Узкий создает меньшую нагрузку на стрелу.
Важно: на выбор ковша влияет тип экскаватора, сфера его применения, грузоподъемность и плотность грунта. 
Как выбрать оптимальную вместимость ковша
Рабочая нагрузка зависит от типа обрабатываемого грунта. Рассчитать ее можно по формуле. Для этого номинальный объем ковша нужно умножить на удельную массу грунта, с которым собираетесь работать. Вместимость ковша зависит от нескольких факторов – объемной массы грунта и коэффициента наполнения полости. Определить коэффициент наполнения можно, вычислив отношение объема собранного за один раз грунта к емкости самого ковша. Специалисты советуют подбирать объем ковша с учетом того, чтобы самосвал заполнялся за 4-6 загрузочных циклов.
| Тип | Класс | Объемм | Плотность грунта кг/м3 |
| Мини-экскаватор | Особо легкий | В пределах 0,1 | 1200-1600 |
| Строительный | Легкий | 0,15-0,6 | 1200-1600 |
| Карьерный | Средний | 0,65-1,6 | 1800-2000 |
| Строительный | Тяжелый | 1,6-4 | 1100-1800 |
| Строительный 2 | Особо тяжелый | 4-40 | 1000-1100 |
Таблица Классификации, ковшей экскаватора, по классу, объёму и ти
Важно: вес заполненного грунтом ковша не должен быть больше максимально допустимой нагрузки на рукоятку.
Гидравлический экскаватор
Подготовка к проведению работ
Прежде чем начать эксплуатацию экскаватора, важно убедиться в том, что его двигатель работает исправно. Ведь какой бы вы не выбрали ковш, его мотор должен функционировать нормально. Основные виды неполадок в работе гидравлического двигателя, на примере модели 3066 ATAAC производителя Caterpillar:
Попадание воздуха в проточную часть – причиной может быть неправильная регулировка предохранительного клапана.
Износ деталей – элементов распредузла, уплотнительных прокладок и поршневого группы.
Частота вращения гидромотора не совпадает с заводскими характеристиками – необходимо устранить поломку предохранительного клапана.
Покупатели нередко стараются приобрести ковш побольше, чтобы увеличить производительность труда. Как правило, побочный эффект – повышенные нагрузки на гидросистему, приводящие к поломкам гидросистемы.
Наша компания выполняет все виды работ по ремонту спецтехники. Особенно часто у нас заказывают ремонт гидронасоса экскаватора, гидроцилиндров и гидромотора. Наши специалисты восстановят гидравлическую систему, которая часто выходит из строя в холодное время года. Также мы готовы проконсультировать вас по поводу характеристик ковша или любого другого оборудования.
ГОСТ 17257-87 Экскаваторы одноковшовые универсальные. Методы определения вместимости ковша
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЭКСКАВАТОРЫ ОДНОКОВШОВЫЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВМЕСТИМОСТИ КОВША
государственный КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД
ПРИЛОЖЕНИЕ Рекомендуемое ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, И ИХ ПОЯСНЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЭКСКАВАТОРЫ ОДНОКОВШОВЫЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ
Методы определения вместимости ковша
Universal one-bucket excavators.
Methods for determination of bucket rated volume
Срок действия с 01.01.88
Настоящий стандарт распространяется на одноковшовые универсальные экскаваторы и устанавливает расчетный и экспериментальный методы определения значений геометрической (расчетной) и номинальной вместимостей ковшей прямой и обратной лопат, погрузочного оборудования, грейфера и драглайна при проектировании, изготовлении и испытаниях.
Методы, приведенные в стандарте, предназначены для сравнения вместимостей ковшей. Стандарт не устанавливает методы определения фактической вместимости ковша, зависящей от условий работы.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в рекомендуемом приложении.
1. РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД
Ковши грейферный, обратной лопаты с двумя открытыми сторонами и драглайна следует располагать в соответствии с черт. 4, 5 и 6.
Ковш прямой лопаты
Ковш обратной лопаты с одной открытой стороной
1.2. Геометрическую вместимость ковша V г в м 3 для ковша прямой лопаты, обратной лопаты с одной открытой стороной, погрузочного и грейферного следует определять как объем, ограниченный внутренними поверхностями днища, стенок и разделительной плоскостью Р (разделительной поверхностью), по формуле ( 1).
Ковш обратной лопаты с двумя открытыми сторонами
Геометрическую вместимость ковша V г в м 3 для ковша обратной лопаты с двумя открытыми сторонами и драглайна следует определять как объем, ограниченный внутренними поверхностями днища, стенок и поверхностью, образованной перемещением прямой, перпендикулярной к плоскости симметрии ковша по профилю его открытых сторон, по формуле
Ковш полукруглой формы
Значение средней ширины внутреннего объема ковша W в м полукруглой формы принимают:
Ковш трапецеидальной формы
Номинальную вместимость ковша V ном в м 3 для ковша обратной лопаты с двумя открытыми сторонами и драглайна определяют объемом, ограниченным внутренними поверхностями днища, стенок и плоскостью, образованной откосом грунта под углом 75° к горизонтали, а также поверхностью, образованной перемещением прямой, перпендикулярной к плоскости симметрии ковша по профилю другой открытой стороны ковша. При этом задние грани боковых стенок обратной лопаты должны находиться в вертикальном положении ( черт. 5), а днище ковша драглайна должно находиться в горизонтальном положении ( черт. 6).
1.3.2.1. Основной ковш (см. черт. 9).
Задняя стенка основного ковша не должна выступать за поперечную прямую, соединяющую задние углы боковых стенок, а режущая кромка не должна выступать за поперечную прямую, соединяющую передние углы боковых стенок.
1.3.2.2. Ковш с выступающей прямолинейной кромкой (см. черт. 10)
Режущая кромка такого ковша должна быть прямолинейна в поперечном направлении и выступать за поперечную прямую, соединяющую передние углы боковых стенок, а задняя стенка не должна выступать за поперечную линию, соединяющую задние углы боковых стенок.
1.3.2.3. Ковши с выступающей задней стенкой (см. черт. 11)
Задняя стенка такого ковша должна выступать за поперечную линию, соединяющую задние углы боковых стенок, а режущая кромка не должна выступать за поперечную линию, соединяющую передние углы боковых стенок.
1.3.2.4. Ковш с непрямолинейной режущей кромкой (см. черт. 12).
Режущая кромка такого ковша должна выступать за поперечную линию, соединяющую передние углы боковых стенок, и не должна являться прямолинейной в поперечном направлении. Задняя стенка не должна выступать за поперечную прямую, соединяющую задние углы боковых стенок.
1.3.2.5. Ковш с выступающими режущей кромкой и задней стенкой (см. черт. 13).
Режущая кромка такого ковша (прямолинейная или непрямолинейная) не должна выступать за прямую, соединяющую задние углы боковых стенок.
; (9)
1.4. Результаты определения геометрической и номинальной вместимости ковша должны быть внесены в формуляр (паспорт) экскаватора.
Номинальная вместимость для ковшей типа “обратная лопата”
Вместимость (объем) ковша экскаватора
Следите за новостями в соц.сетях
Основными машинами, используемые на земляных работах, являются одноковшовые экскаваторы, производительность которых зависит от конструктивных и технологических факторов, от качественных и количественных закономерностей изменения параметров экскаваторного забоя, от вида рабочего оборудования экскаватора и характера разрабатываемого грунта.
При разработке крупных котлованов, выемок для дорог и каналов, карьеров и т. д., когда грунт транспортируют на расстояния, превышающие возможности рабочего оборудования экскаваторов, применяют комплект машин, которые подбирают с учетом вместимости ковша экскаватора.
Для нормальной работы экскаватора требуется ковш с оптимальной вместимостью. Объем грунта в ковше зависит от объемной массы грунта и коэффициента наполнения ковша (табл. 1).
Коэффициент наполнения ковша КН одноковшовых экскаваторов
| Группа грунта | Наименование характерных грунтов | Наибольшее значение КН |
|---|---|---|
| I | Супесчаный грунт | 0,95-1,02 |
| I | Торф и растительный грунт | 1,15-1,23 |
| II | Средний суглинок | 1,05-1,12 |
| III | Тяжелый суглинок | 1,00-1,18 |
| IV | Глина тяжелая | 1,30-1,42 |
| V и VI | Плохо взорванная скальная порода | 0,75-0,90 |
КН — коэффициент наполнения ковша равен отношению объема разрыхленного грунта в ковше и емкости ковша.
Объемная масса равна отношению массы грунта в состоянии естественной влажности к его объему (табл. 2).
| Наименование и характеристика грунта | Объемная масса разрыхленного грунта γ1, т/м3 | Объемная масса в плотном теле, т/м3 | |
|---|---|---|---|
| Общеземельные ковши | Грунт I категории | ||
| Торф Песок сухой без примесей, а так же с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора в объеме до 10% | 1,4 | 1,6 | |
| Песок сухой без примесей, а так же с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора в объеме до 10% | Песок мокрый | 1,57 | |
| Супесок без примесей, а так же с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора в объеме до 10% | — | 1,65 | |
| То же с примесью более 10% | — | 1,85 | |
| Грунт растительного слоя без корней и примесей Сухой Мокрый | 1,33 1,57 | — — | |
| Суглинок легкий и лессовидный без примесей, а так же с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора в объеме 10% | — — | 1,7 1,75 | |
| Лесс легкий без примесей | — | 1,6 | |
| То же с примесью гальки и гравия | — | 1,8 | |
| Суглинок мягкий и средний, влажный, без включений | — | 1,8 | |
| Грунт II категории | |||
| Сухая глина | 1,07 | — | |
| Плотная глина | 1,34 | 1,75 | |
| Суглинок тяжелый с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора в объеме более 10% | 1,75 | 1,9 | |
| Грунт III категории | |||
| Глина мокрая | 1,6 | — | |
| Строительный мусор сцементированный | — | 1,95 | |
| Грунт IV категории | |||
| Лессовая глина, суглинок с щебнем, лесс отвердевший | — — | — 1,8 | |
| Мел мягкий | — | 1,55 | |
| Скальные ковши | Грунт V категории | ||
| Мел плотный | — | 1,8 | |
| Крепкий мергель, мягкий трещиноватый скалистый грунт | — | 2,2 | |
| Грунт VI категории | |||
| Скальные породы и руда | — | 2,3 | |
| 1γ — объемная масса грунта — это отношение массы грунта при естественной влажности к его объему. | |||
Фактический объем ковша экскаватора принимается как сумма геометрической вместимости ковша (по «воде») и объема «шапки». Геометрическая вместимость ковша является произведением площади внутренней поверхности боковой стенки на расстояние между боковыми стенками. Объем «шапки» определяется значением угла естественного откоса (табл. 3). Угол естественного откоса — угол образованный свободной плоскостью грунта или другого сыпучего материала и горизонтальной плоскостью. Из-за разницы угла естественного откоса для разных материалов фактический объем ковша больше геометрического примерно на 15-30%.
| Угол естественного откоса, градусов | |||
|---|---|---|---|
| Материал | сухой | влажный | мокрый |
| Растительный грунт | 40 | 35 | 25 |
| Песок: | |||
| крупный | 30-35 | 32-40 | 25-27 |
| средний | 28–30 | 35 | 25 |
| мелкий | 25 | 30-35 | 15–20 |
| Суглинок | 40-50 | 35-40 | 25-30 |
| Глина жирная | 40-45 | 35 | 12–20 |
| Гравий | 35-40 | 35 | 30 |
| Торф без корней | 40 | 25 | окт.15 |
| Уголь (разрыхленный) | 50 | 40 | 30 |
| Отвалы экскаваторные: | |||
| скальных пород | 32-35 | 30-35 | — |
| песчано-глинистых пород | 32-37 | 30-33 | 20-25 |
| глинистых пород | 35–40 | 30-40 | 15–25 |
В различных системах стандартов при определении вместимости ковша пользуются понятием с «шапкой» с фиксированной величиной угла естественного откоса.
Значение угла естественного откоса в системах стандартов
| Стандарт Тип ковша | ISO | JIS | PCSA | SAE | CECE |
|---|---|---|---|---|---|
| Обратная лопата | 1:1 | 1:1 | 1:1 | 1:1 | 1:2 |
| Прямая лопата | 1:2 | 1:2 | 1:2 | 1:2 | 1:2 |
Какой основной критерий вместимости ковша экскаватора?
Основным критерием, определяющим объем ковша, является максимально допустимая нагрузка на конце рукояти обеспечивающая боковую устойчивость экскаватора. Вес ковша с грунтом не должен превышать этого значения.
Учитывая объемную массу грунта, так же принимается во внимание категория, к которой он относится (табл. 2). Вес пустого ковша при эквивалентном объеме для разных категорий грунтов имеет разную величину. Так на тяжелых грунтах (V — VI категорий) применяют ковши скального назначения с меньшим объемом. Обусловлено это тем, что прочность ковша, предназначенного для более легких грунтов (I — IV категорий), недостаточна при использовании на скальных и полускальных грунтах.
Ковши скального назначения имеют больший запас прочности за счет увеличения толщины элементов конструкции, и при сохранении прежнего объема вес ковша будет больше. Вес такого ковша с грунтом может превышать допустимое значение. По этой причине объем скального ковша меньше стандартного (общеземельного). Обратная ситуация по ковшам погрузочным для легких сыпучих материалов. Эти материалы имеют относительно низкую объемную массу, и находятся не в плотном состоянии. Учитывая относительно небольшие нагрузки, ковш имеет увеличенный объем. Выбор толщины элементов ковша также сопряжен с воздействием абразивного износа. Этот фактор может серьезно влиять на выбор толщины некоторых элементов ковша для обеспечения заданного срока службы. По этому, учитывая воздействие от абразивного износа, вес ковша увеличивается, а его вместимость снижается. В целом падает экономическая эффективность работы экскаватора.
На сегодняшний день наиболее эффективным методом защиты от абразивного износа является использование закаленных износостойких сталей. Их применение позволяет значительно снизить толщины тех элементов ковша, которые наиболее подвержены абразивному износу при сохранении требуемого запаса прочности. Хорошим примером является стали марки Hardox SSAB Швеция. Сталь Hardox обладает высокой твердостью, ударной вязкостью и прочностью. Благодаря применению этих сталей можно увеличить объем ковша, не выходя за рамки предельных нагрузок, тем самым поднять экономическую эффективность работ.
Как измерить объем ковша экскаватора
Основные технические характеристики ковшей экскаватора
При производстве работ ковш при зачерпывании земли или сыпучего материала набирается всегда с горочкой (с кабанчиком, как говорят строители). Поэтому в расчетах всегда используют не геометрический объем, а номинальный (фактический), который у каждого ковша свой. Ориентировочно номинальный объем больше геометрического на 15 – 25 процентов. Плоскость разграничивающая два понятия образуется путем воображаемого соединения режущей части ковша и верхней точкой задней стенки.
Для более эффективной работы экскаватора или экскаватора погрузчика требуется подбирать ковш с оптимальной вместимостью именно для данного вида работ. Объем грунта (сыпучих материалов) в ковше экскаватора зависит от объемной массы грунта (сыпучих материалов) и конечно же коэффициента наполнения ковша. В таблице ниже приведены значения коэффициента наполнения в зависимости от типа грунта.
Супесчаный грунт и оные
Торф и растительный грунт
Плохо взорванная скальная порода
Основные технические характеристики характерные для ковша экскаватора, как и для экскаватора погрузчика единым списком:
На фото ниже представлены объемы ковшей экскаваторов погрузчиков.
Как определить объем ковша экскаватора
Номинальный объем ковша экскаватора можно вычислить как сумму объема «кабанчика» и нормативной геометрической вместимости ковша. Геометрическая вместимость вычисляется по формулам объема трапеций (5-й класс начальной школы). А вот объем излишней массы можно определить лишь зная угол естественного откоса, который образуется свободной плоскостью грунта (сыпучего материала) и обычной горизонтальной плоскостью. В таблице ниже отображается угол естественного откоса в зависимости от разрабатываемого грунта.
При выборе оптимального объема ковша для экскаватора, необходимо конечно же учитывать технические характеристика самого экскаватора. Сегодня инженерами разработана спецтехника которая характерна для конкретных типов работ в строительной и горнодобывающих отраслях. Так же стоит учесть и тип (категория) разрабатываемого грунта. К примеру: при работе на песчаных карьерах в основном используется ковши больших размеров, а на горных разработках наоборот — небольшой, но очень прочный ковш. Ведь мы знаем, что от плотности грунта (сыпучего материала) зависит его вес в ковше, а взяв большое количество материала, несоизмеримое с ТТХ машины, спецтехника может опрокинуться!
Важно знать! При выборе ковша обязательно необходимо учесть технические характеристики экскаватора, место применения спецтехники, ее грузоподъемность, а так же плотность разрабатываемого грунта.
Как выбрать оптимальную вместимость ковша?
При работе спецтехники нагрузка на основные рабочие узлы зависит от разрабатываемой породы, сыпучих материалов, грунта. Так ка же рассчитать оптимальную вместимость ковша? А рассчитать ее очень просто. Берем фактический (он же номинальный) объем планируемого для работ ковша и умножаем на удельную массу разрабатываемой породы. Вместимость ковша зависит от нескольких факторов – объемной массы грунта и коэффициента наполнения полости. Определить коэффициент наполнения можно, вычислив отношение объема собранного за один раз грунта к емкости самого ковша. Инженеры рекомендуют подбирать объем ковша и экскаваторной техники на планируемый объект так, чтобы самосвальная спецтехника заполнялась за 4-6 заходов на один круг.
Как измерить объем ковша экскаватора
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ЭКСКАВАТОРЫ ОДНОКОВШОВЫЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ
Методы определения вместимости ковша
Universal one-bucket excavators.
Methods for determination of bucket rated volume
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством строительного, дорожного и коммунального машиностроения
А.М.Крылов, канд. техн. наук (руководитель темы); Е.А.Востокова, Н.Н.Лукшо
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.05.87 N 1683
4. В стандарт введены международные стандарты ИСО 7451-83 и ИСО 7546-83.
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 1988 г.
Настоящий стандарт распространяется на одноковшовые универсальные экскаваторы и устанавливает расчетный и экспериментальный методы определения значений геометрической (расчетной) и номинальной вместимостей ковшей прямой и обратной лопат, погрузочного оборудования, грейфера и драглайна при проектировании, изготовлении и испытаниях.
Методы, приведенные в стандарте, предназначены для сравнения вместимостей ковшей. Стандарт не устанавливает методы определения фактической вместимости ковша, зависящей от условий работы.
Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в рекомендуемом приложении.
1. РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД
1.1. Ковши прямой лопаты, обратной лопаты с одной открытой стороной, погрузочный следует располагать так, чтобы плоскость, проходящая через верхние точки режущей кромки и задней стенки, была горизонтальной (черт.1-3).
Ковш прямой лопаты
Ковш обратной лопаты с одной открытой стороной
Ковш погрузочный
Ковши грейферный, обратной лопаты с двумя открытыми сторонами и драглайна следует располагать в соответствии с черт.4, 5 и 6.
Ковш грейферный
Ковш обратной лопаты с двумя открытыми сторонами
Ковш драглайна
1.2. Геометрическую вместимость ковша в м для ковша прямой лопаты, обратной лопаты с одной открытой стороной, погрузочного и грейферного следует определять как объем, ограниченный внутренними поверхностями днища, стенок и разделительной плоскостью (разделительной поверхностью), по формуле (1).
Геометрическую вместимость ковша в м для ковша обратной лопаты с двумя открытыми сторонами и драглайна следует определять как объем, ограниченный внутренними поверхностями днища, стенок и поверхностью, образованной перемещением прямой, перпендикулярной к плоскости симметрии ковша по профилю его открытых сторон, по формуле
, (1)
— средняя ширина внутреннего объема ковша, м.
Ковш полукруглой формы
Ковш трапецеидальной формы
, (2)
Значение средней ширины внутреннего объема ковша в м полукруглой формы принимают:
Примечание. При вычислении геометрической вместимости ковшей местные выступы (зубья ковша, держатели зубьев, удлинители боковых и задних стенок или режущих кромок) не учитывают.
1.3. Номинальную вместимость ковша в м для ковша прямой лопаты, обратной лопаты с одной открытой стороной, погрузочного и грейферного вычисляют как сумму геометрической вместимости ковша и объема «шапки» по формуле
(3)
Номинальную вместимость ковша в м для ковша обратной лопаты с двумя открытыми сторонами и драглайна определяют объемом, ограниченным внутренними поверхностями днища, стенок и плоскостью, образованной откосом грунта под углом 75° к горизонтали, а также поверхностью, образованной перемещением прямой, перпендикулярной к плоскости симметрии ковша по профилю другой открытой стороны ковша. При этом задние грани боковых стенок обратной лопаты должны находиться в вертикальном положении (черт.5), а днище ковша драглайна должно находиться в горизонтальном положении (черт.6).
Примечание. При вычислении номинальной вместимости ковшей местные выступы (зубья ковша, держатели зубьев, удлинители боковых и задних стенок или режущих кромок) не учитывают. Исключением является погрузочный ковш, у которого учитывают козырек задней стенки, но без защитного козырька.
1.3.2. Геометрическую вместимость ковша и объем «шапки» грунта для погрузочных ковшей с непрямолинейной боковой кромкой и соотношением размеров более 12 (см. рекомендуемое приложение) в зависимости от формы и расположения задней стенки и режущей кромки определяют по черт.9-13 и формулам (4)-(10).
, (4)
, (5)
, (6)
