Универсальный гидравлический экскаватор потому и называют универсальным, что перечень выполняемых им работ широк и всеобъемлющ. Главная деталь экскаватора, из которой «вырастают» остальные части рабочего оборудования, далее поворотная платформа, шасси, – это ковш или захват.
В ответ на разнообразие материалов и грузов, с которыми приходится работать экскаваторам, промышленность выработала гамму ковшей и захватов общего и специального назначения. Девяносто процентов работ и даже больше выполняют штатным, так называемым основным ковшом, включая разработку мерзлых грунтов, вскрытие дорожного покрытия, работы по сносу зданий и сооружений, погрузку сыпучих материалов. Такова жизнь.
Основные ковши изготавливают из конструкционных сталей, как, например, 09Г2С, для лучшего проникновения в грунт их оснащают ножом на передней кромке днища, приварными зубьями и боковыми ножами. Изготовители ковшей используют покупные износные элементы, поставляемые специализированными производителями. Износные элементы изготаваливают из износостойких сталей, таких как RAEX 400 и Hardox 400. Основные ковши не нуждаются в дополнительном усилении, поскольку должны применяться по грунтам низкой плотности – I и II категории. Но чем меньше ковш соответствует характеру работы, тем быстрее он изнашивается. Ковш ремонтируют, меняют износные детали, наваривают металл на боковые швы и днище. Но рано или поздно встает вопрос о капитальном ремонте, замене или приобретении дополнительного специализированного ковша, и тогда владелец обращается либо к производителю своего экскаватора, либо ищет более интересное по цене предложение у поставщиков рабочего оборудования.
Помимо основных ковшей типа «обратная лопата», предназначенных для разработки немерзлых грунтов, а также предварительно разрыхленных мерзлых и скальных грунтов, промышленность выпускает специализированные ковши, исполнение которых зависит от характера грунтов и от условий применения: ковши скальные, погрузочные, ковши с захватом, траншейные ковши, планировочные, профильные и зачистные. Кроме ковшей на экскаватор можно навесить и с успехом использовать грейферный захват для сыпучих грузов, двухчелюстной захват для леса, зуб-рыхлитель, буровую штангу, крюк. Гидрофицированное оборудование требует соответствующих гидравлических линий и дополнительной секции гидрораспределителя. Специализированное рабочее оборудование расширяет функциональные возможности экскаватора. Так, колесный экскаватор, оснащенный основным ковшом с приваренным к днищу грузоподъемным крюком способен выполнять целый комплекс работ: вынуть грунт для колодца и опустить в него кольца.
Производство ковша материалоемкое, энергоемкое и не самое чистое, при этом не предъявляет повышенных требований к технологиям. Такое производство сравнительно просто организовать, чем пользуются металлообрабатывающие предприятия, обладающие такими технологиями и, как сейчас модно говорить, стартапы. Локализация производства экскаваторов, да и других землеройных машин начинается именно с рабочего оборудования. Это дело выгодно для всех сторон: и для производителя машины, и для ее покупателя, и для местного производителя рабочего оборудования.
Основные ковши изготавливают из отечественных износостойких сталей. Износные элементы: передний и боковые ножи, адаптеры и коронки. Усиленные ковши получают бокорезы, которые защищают боковины (щеки) ковша от износа, межзубьевую защиту и защиту швов. Скальные ковши защищены практически по всей поверхности. Особенностью ковшей-рыхлителей, предназначенных для разработки скальных, особо мерзлых грунтов, является центральное усиленное ребро, позволяющее выдерживать экстремальные нагрузки. Ковши-рыхлители, как и скальные, имеют узкое применение. Было бы странным использовать дорогой, тяжелый и маловместительный ковш не по назначению.
Легкие и широкие планировочные ковши применяют для планировочных работ на откосах и насыпях, выполняемых экскаваторами и экскаваторами-манипуляторами. Планировочные ковши изготавливают в стандартном исполнении и с механизмом наклона, состоящим из одного-двух гидроцилиндров или ротатора. Гидроцилиндры позволяют поворачивать ковш на угол до 45°, ротатор – на неограниченный угол.
Погрузочные ковши большой вместимости предназначены для погрузки сыпучих и рыхлых материалов плотностью до 1100 кг/м3 (торф, шлак, почвы, уголь). Погрузочные ковши не используют для разработки грунта и не оснащают износными элементами.
Зачистные ковши используют для очиски водоемов от донных отложений. Их конструкция облегчена, а в днище рассверлены отверстия для схода воды. На зачистные похожи ковши просеивающие с решетчатым днищем. Их используют для разделения материала на две фракции при погрузке. У просеивающих ковшей много гидрофицированных разновидностей, где в ковш встроен дробящий или измельчающий механизм.
Траншейные ковши применяют для разработки узких, аккуратных траншей под коммуникации. Профильные ковши трапециевидной формы применяют для зачистки и разработки каналов. Профильные ковши могут оснащать зубьями, бокорезами для облегчения проникновения в грунт. Возможности профильного ковша может расширить механизм наклона, состоящий из гидроцилиндра, либо ротатор или в сочетании.
Двухчелюстные грейферные ковши удобны и эффективны для выемки грунта с глубины при разработке траншей и котлованов, а также при погрузке сыпучих грузов. Для грейфера необходим дополнительный гидроконтур и два гидроконтура при оснащении грейфера ротатором.
Так, например, Технопарк «Импульс» выпускает широкий ассортимент рабочего оборудования, значительную часть которого составляют ковши для универсальных общестроительных экскаваторов, как импортных Caterpillar, Liebherr, Komatsu, Volvo, JСB, Hitachi, Takeuchi, CASE, KATO, Hyundai, Kobelco, Daewoo Doosan, Terex, O&K, New Holland, так и для практически всех отечественных: основные, усиленные, скальные, рыхлительные, трубоукладочные, траншейные, профильные, планировочные, погрузочные, зачистные, грейферные. Выпускают ковши в эконом-, бизнес- и премиум-исполнении.
Ковши экономкласса изготавливают из отечественных износостойких сталей, износные элементы – ножы, бокорезы, коронки – должны быть из стали твердостью не менее 400 единиц по Бринеллю. Используют коронки ведущих поставщиков: ESCO, Metallurgica Valchiese и др. Бизнес- и премиум-исполнение – с применением стали Hardox, чем дороже ковш, тем больше в нем Hardox.
Ивановская компания «Профессионал» занимается навесным оборудованием для строительной техники, и существенную долю в производственной программе составляют ковши: предприятие выпускает до 1500 ковшей в год. «Профессионал» выпускает ковши для экскаваторов ведущих брендов – Hitachi, Komatsu, Caterpillar, Liebherr, Volvo и др. В номенклатуру входят основные ковши, усиленные, скальные, ковши-рыхлители, траншейные, профильные и планировочные. Линейка ковшей по вместимости – от 0,01 до 40 м3. Ковши изготавливают из стали марок 10ЧСНД и 09Г2С, накладки – из износостойкой стали твердостью 450 единиц по Бринеллю. Используют коронки ведущих поставщиков этой продукции, таких как Esco, Hehsley.
***
Кроме изготовления новых ковшей заводы занимаются капитальным ремонтом старых. Ковшу проводят дефектоскопию, вырезают изношенные или поврежденные элементы, на стапеле с соблюдением правильной геометрии ковша приваривают и монтируют новые детали, окрашивают. Ковш – это весьма массивная конструкция, его ремонт требует значительных затрат труда, материалов и энергии, и нужно отдавать себе отчет, что стоимость капитального ремонта может достигать 80% стоимости нового ковша. Тем не менее стоит ремонтировать, а не покупать новый, так как это сбережет толику ресурсов и в меньшей степени увеличит энтропию вселенной.
