Союз ковша и гидромолота

Как правило, новый экскаватор или экскаватор-погрузчик комплектуют простым основным ковшом с приваренными адаптерами и коронками, особенно это относится к бюджетным моделям и комплектациям. В гражданском строительстве или коммунальном хозяйстве экскаваторы работают со сравнительно мягкими природными и насыпными грунтами I–IV категорий, и ресурса основного ковша хватает на длительный срок эксплуатации. Обычной практикой стало применение гидромолотов для вскрытия слоя мерзлого грунта, асфальтобетонного покрытия и разрушения железобетонных конструкций. Долбление и ковыряние ковшом мерзлого грунта или асфальта, к которому долгое время прибегали по бедности, незнанию или просто от лени, уходит в прошлое. И если еще лет 10 назад гидромолот воспринимался как специфическое устройство и встречался нечасто несмотря на обильное предложение на рынке, то сегодня он становится обыденностью. Треть новых импортных экскаваторов-погрузчиков продают уже укомплектованными гидромолотами.

Выбор ковшей не ограничивается основными ковшами. Специальный ковш можно приобрести при покупке или после у производителя машины или у специализированных поставщиков рабочего оборудования, в том числе российских. В частности, ООО Технопарк «Импульс» (Московская обл.) специализируется на производстве рабочего оборудования для землеройных машин – ковшах, гидромолотах, гидробурах, вибротрамбовках, вибропогружателях, механизмах быстрой смены и сменных рабочих инструментах для гидромолотов Atlas, Case, Caterpillar, Daewoo-Doosan, Furukawa, Hanix, Hidromek, Hitachi, Hydrema, Hyundai, JCB, Kato, Kobelco, Komatsu, Liebherr, Mitsubishi, New Holland, Samsung, Takeuchi, Tarsus, Terex, Toptec, Volvo, Yuchai, а также для экскаваторов отечественного производства ЭО-2621, ТО-49, ЭО-3323, ЕК-12, ЕК-14, ЕК-18, ЭО-4224, ЭО-4225, ЭО-5124, ЭО-5225 и др.

Основные ковши для разработки грунтов I–IV категорий с содержанием каменистых материалов до 15%, погрузки и разгрузки сыпучих материалов различаются не только по вместимости и узлу крепления к рукояти, но и по оснастке. Возможны различные исполнения адаптеров, коронок и сегментов. Они могут привариваться к ковшу, могут крепиться болтами. Адаптер может быть выполнен воедино с коронкой. Выбор зависит от преимущественного характера грунтов, с которыми приходится работать заказчику. Для более тяжелых и абразивных грунтов I–IV категорий с содержанием каменистых материалов до 50% служат усиленные ковши с износными накладками на боковинах и днище.

Скальные ковши для разработки тяжелых грунтов V–VI категорий – удел тяжелых экскаваторов, но при большом желании ими можно оснастить и средний, например, для работ по прокладке тоннеля, где невозможно применение крупногабаритной техники. Скальный ковш изготавливают из стали Hardox и оснащают полным набором сменных режущих и износных элементов – развитыми адаптерами с коронками, сегментами режущей кромки, боковыми сегментами, боковыми накладками, угловыми элементами и футеровкой днища. Здесь главное не переусердствовать – чем больше дополнительных накладок, тем меньше полезная грузоподъемность машины. Скальный ковш сочетается с короткой усиленной рукоятью с дополнительной защитой нижней поверхности стальной арматурой.

Как альтернативу гидромолоту при вскрытии мерзлых и тяжелых грунтов применяют ковши-рыхлители и зубья-рыхлители. Ковш-рыхлитель представляет собой узкий усиленный ковш с тремя мощными адаптерами со сменными коронками. Применение зуба-рыхлителя для вскрышных работ будет целесообразным на малых площадях, на дорожном покрытии или в стесненных условиях, где затруднена или невозможна работа бульдозера с рыхлительным агрегатом, хотя по эффективности на такого рода работах бульдозер значительно превосходит экскаватор.

Траншейный ковш эффективен для разработки узких, аккуратных траншей под коммуникации в грунтах I–V категорий. Этот инструмент характерен для гусеничных мини- и миди-экскаваторов, как наиболее подходящих для этого вида работ.

Зачистные облегченные ковши с рассверленными по всей поверхности отверстиями для стока воды предназначены для зачистки водоемов от донных отложений. Зачистной ковш будет хорошо сочетаться с удлиненной рукоятью.

Погрузочные ковши изготавливают различных форм и размеров, но встречаются они редко, так как на массовых погрузочных работах эффективнее специализированные машины – погрузчики. С небольшими объемами с учетом затрат времени на смену ковша справится и основной ковш. Кроме того, погрузочный ковш работает только с сыпучими и рыхлыми материалами плотностью до 1100 кг/куб.м и не годится для разработки грунта. Погрузочный ковш может быть дополнительно оснащен ротатором.

Решетчатые или сортировочные ковши применяют для сортировочных и погрузочных работ на сортировке строительного мусора и горных пород. Наиболее простой вариант решетчатого ковша – со встроенной продольной решеткой. Более сложные гидрофицированные варианты с решеткой в виде вращающихся валов способны не только просеивать материал, но и измельчать его. Для работы такого ковша необходима дополнительная гидравлическая линия.

Профильный ковш трапециевидной формы применяется для разработки траншей и кюветов в различных грунтах. Планировочный ковш служит для планировки и зачистки откосов, кюветов. Часто планировочные и профильные ковши оснащают гидравлическим механизмом наклона, что расширяет его возможности. При оснащении ковша ротатором работать ковшом можно не только на себя, но и от себя, и в сторону.

Грейферный ковш для погрузки и выемки сыпучих и рыхлых материалов имеет ту особенность, что для него обязательна дополнительная гидролиния для контура смыкания-размыкания челюстей (лепестков).

Аналогично дополнительная линия необходима для работы двухчелюстного ковша. Двухчелюстной ковш нечасто встречается на экскаваторах, он более применим для уборочных работ, так как им можно не только копать и грузить, но и захватывать камни, бревна, мусор.

Революция в области дробления – навесной ковш-дробилка. Из ведущих производителей такого универсального оборудования можно выделить несколько компаний, среди которых итальянская компания MB (Meccanica Breganzese) и шведский концерн Atlas Copco.

Компания MB является разработчиком и производителем дробильных и просеивающих ковшей.

MB S.p.A выпускает дробильные ковши для экскаваторов, погрузчиков, экскаваторов-погрузчиков, мини-погрузчиков и мини-экскаваторов. Дробильный ковш BF сконструирован по технологии щековой дробильной установки. Именно поэтому такое оборудование дробит все то, что и крупногабаритные дробильные установки – дробилки (щебень, гранит, железобетон и другие нерудные материалы).
Преимущество этого навесного оборудования в том, что оно заменяет мобильную дробилку и экскаватор может высыпать измельченный материал прямо в кузов самосвала, экономя таким образом место на строительной площадке.
Компания МВ производит также дополнительное навесное оборудование для экскаваторов – ковши-грохоты для просеивания и сортировки дробленого материала, а также навешивающийся на ковш электромагнит для сбора металла.
Ковши и другое навесное оборудование может крепиться как через фиксированный адаптер, так и через быстросъемное соединение.
Достоинство этого оборудования не только в удобстве и экономичности, но в уникальности и универсальности, так как работа с дробильным ковшом позволяет полностью устранить расходы по транспорту и благодаря переработке материала на месте дает возможность использовать обработанный материал как вторичное сырье.

Переходя к гидромолотам, следует отметить, что по понятным причинам в посткризисные годы возрос интерес к гидромолотам бюджетного сегмента, представленным южнокорейским машиностроением как под собственными, так и под российскими брендами, а также российским машиностроением.

При выборе модели гидромолота обращают внимание на следующие характеристики:

предполагаемая периодичность работы (ч/сутки), его ремонтопригодность, необходимая производительность. Исходя из этого можно подобрать либо более дешевые варианты, где потребуется работа навесным оборудованием всего 1 раз в неделю и не ставится акцент на высокой производительности, либо задуматься о приобретении более надежного и дорогого оборудования, в котором применяются система рекуперации энергии для сохранения гидравлической и механической составляющей экскаватора, системы автоматической смазки, системы пылезащиты (Dust Protector), системы предотвращения холостых ударов (AutoControl). Среди всех производителей навесного оборудования, способных предоставить все перечисленные способности и преимущества, выделяется компания Atlas Copco. На протяжении многих лет гидромолоты Atlas Copco зарекомендовали себя как надежные, способные к бесперебойной работе в самых тяжелых условиях эксплуатации.

При подборе гидромолота ориентируются на допустимую массу несущей машины, давление и подачу в дополнительном гидроконтуре, а также на крепежный узел. Гидромолот монтируют либо непосредственно на рукоять, если крепежные места совпадают, либо через переходную адаптерную плиту. Есть также исполнения для крепления гидромолота на стрелу экскаватора.

Для экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков массой от 0,6 до 26 т применяют гидромолоты массой от 100 до 1750 кг. Для каждого типоразмера несущей машины свой диапазон совместимых гидромолотов.

На мини-экскаваторы и экскаваторы-погрузчики массой до 12 т навешивают гидромолоты легких серий массой до 500 кг с энергией удара до 1000 Дж. Для легких гидромолотов характерно, что энергию удара он получает от потока гидравлической жидкости. А гидроаккумулятор высокого давления, помещенный внутрь корпуса, нужен для обеспечения независимости энергии удара от перепадов давления в магистрали. Корпус молота может быть твердотельный литой цельный без использования стяжных болтов и шпилек и составной цилиндрического сечения, части которого соединены стяжными болтами. Надежность и ремонтопригодность гидромолота с цельным корпусом в несколько раз выше гидромолотов, корпуса которых сконструированы из нескольких составных частей. Так, например, компания Atlas Copco производит и поставляет на российский рынок производительные и мощные цельнокорпусные гидромолоты, обслуживание которых занимает всего несколько минут в неделю.

Легкие гидромолоты исполняются как с шумовой защитой, так и без нее. Для монтажа на несущую машину на монтажную плиту молота устанавливается соответствующий кронштейн, ряд моделей исполняют с Г-образными боковыми пластинами для непосредственного крепления на рукоять экскаватора. Возможны специальные исполнения, например для оборки стенок тоннеля.

В зависимости от характера работы в гидромолот устанавливают рабочий инструмент – пику, тупую пику, узкое или широкое долото, долото для асфальта, оборочную пику.

На колесные и гусеничные экскаваторы массой до 26 т навешивают средние гидромолоты массой до 1800 кг с энергией удара до 5500 Дж. Для более эффективного применения гидромолотов конструкция оборудования разработана таким образом, чтобы энергия отскока долота не гасилась гидравлическим сопротивлением, а сохранялась и передавалась для следующего хода поршня. Для этого применяют аккумуляторы высокого давления, которые накапливают энергию отскока рабочего инструмента. Энергия удара гидромолота на 70–80% создается аккумулятором высокого давления. Аккумуляторы могут быть как гидравлические (самый распространенный вариант), так и газовые (только у гидромолотов премиум-класса). При использовании гидравлического аккумулятора высокого давления во время обратного хода поршня жидкость через контрольный клапан нагнетается под диафрагму аккумулятора, при рабочем ходе накопленная энергия высвобождается, жидкость толкает поршень, совершая полезную работу. Кроме того, аккумулятор гасит скачки пикового давления внутри молота, защищая гидросистему носителя. Во время позиционирования молота давление в аккумуляторе поддерживается предохранительным клапаном. Энергия удара в размере 20–30% дополняется потоком жидкости, поступающей непосредственно из гидромагистрали по каналам к поршню. Система рекуперации энергии с использованием как газового, так и гидравлического аккумулятора позволяет существенно увеличить полезную мощность работы, а следовательно, увеличить производительность и уменьшить негативное влияние гидромолота на экскаватор-носитель. Чтобы на весу молот не работал вхолостую, в него встраивают систему автоматического контроля положения рабочего инструмента (AutoControl). Рабочий инструмент перемещается по двум направляющим втулкам, верхней и нижней. По каналам нижней герметизированной втулки к поверхности долота нагнетается смазка, и по состоянию смазочной канавки можно определить степень износа втулки. Другой канал выведен над верхней втулкой, и смазка поступает одновременно и к ударному инструменту, и к поршню. Смазка заправляется вручную через масленки либо нагнетается по трубопроводу системой смазки, установленной на несущей машине. Также существует система автоматической смазки, устанавливаемая в защищенном месте гидромолота, которая нуждается всего лишь в ежедневной замене картриджа. Смазка в гидромолтах Atlas Copco поступает непосредственно к втулкам, тем самым предотвращая попадание смазки на торцевую ударную поверхность поршня и рабочего инструмента. Для защиты от попадания пыли, породы, разрушенного фундамента и т. п. на некоторых гидромолотах устанавливается активная система пылезащиты (DustProtector), состоящая из системы грубой и тонкой очистки пыли. Нижняя втулка и уплотнение меняются при периодическом обслуживании, для чего выбиваются штифты. На поршне сделана поперечная проточка, чтобы создавался подпор рабочей жидкостью при обратном ходе поршня, препятствующий трению металла о металл. Для снижения шумовой нагрузки внутренний цилиндр окружен эластичными демпфирующими элементами. Для работы под водой на некоторых экскаваторах предусмотрены каналы, к которым можно подсоединить трубопровод компрессора.

Эксплуатируя гидромолот, важно соблюдать регламент обслуживания и молота, и машины. При этом интервалы обслуживания гидросистемы несущей машины существенно сокращаются. Легкие молоты не оcнащают системами смазки, поэтому свежую смазку необходимо закладывать при каждой смене ударного инструмента или в течение 2–3 ч эксплуатации через смазочное отверстие. Другой важный аспект – использовать только рекомендованные производителем рабочие инструменты: пики, долота и т. д. и расходные материалы: втулки, сальники, смазки. Применение запасных частей и ударного инструмента, изготовленных кустарным образом, может привести к разрушению не только конструкции гидромолота, его поршня, цилиндра, стоимость которых можно сравнить со стоимостью новой единицы, но и к повреждению гидросистемы несущей машины, его распределителя, насосов и т. д.