Я пришёл к землеройной технике со стороны автомобильных трансмиссий и сразу почувствовал сходство: место масла и шестерён заняли глина и зубья, но суть та же — энергия мотора стремится уйти в землю минимальным сопротивлением.
Отсюда вывод: ковш обязан совпадать с природой грунта, усилием гидроцилиндров и массой самой машины. Иначе часть топлива превратится в пар, а сталь в синеву.
Характер грунта
Глинистая почва капризна — липкость сбивает выгрузку, поэтому беру ковш с гладкой задней стенкой и небольшим углом конусовидности. Для абразивного диабаза, напротив, нужна глубокая ложка с массивной кромкой и боковыми режущими накладками. Там же пригождается термин «абразивный индекс» — отношение потери массы стали к числу ходов шлифовального круга. Чем цифра выше, тем гуще карбиды в наплавке.
Геометрия ковша
Ключевые размеры: объём, радиус зачерпа, угол раскрытия. Радиус диктует усилие: маленький радиус снижает плечо нагрузки, но сжимает объём. Угол раскрытия влияет на выход материала, при угле свыше 115° глина скользит без тычков. Для щебёночной смеси беру ковш «скальный»: V-образный профиль режет массив, как зубило зубьев редуктора. Примени термин «угол опережения резания» — разность между геометрической и фактической траекторией зуба, выраженная в градусах.
Сходимость гидравлики и геометрии считаю главной проверкой. Расхождение в двадцать процентов по силе разрыва переводит лишние литры топлива в звук. В автомобильной эргономике подобная потеря сравнима с недокачанным колесом.
Износостойкий пакет
Сталь марки Hardox или аналог с пределом текучести 1100 МПа держит «кавернозную эрозию» — процесс, при котором частицы грунта действуют как микродробилки. Расширяю ресурс с помощью «боёльных» (от французского boue — грязь) пластин: съёмные накладки на днище. При смене карьера меняю лишь накладки, оставляя каркас. Подобный приём напоминает смену тормозных колодок без замены суппорта.
Гидравлический поток вписываю в формулу Q=π·d²/4·v, здесь d — диаметр штока, v — скорость. Сопряжение с объёмом ковша проверяю по условию: полная наполненность достигается за третий проход, иначе страдает цикл и шасси скучает без дела.
Не оставляю без внимания «фатик-ресурс» — запас циклической прочности металла. При коротком цикле «копай-возьми» ковш испытывает до 8000 смен напряжений в смену, делаю рентген швов раз в полгода, чтобы не ловить внезапный усталостный разлом.
Наконец, логистика. Ковш массой свыше десяти процентов от массы базовой машины ведёт к штрафу при перевозке по дорогам категории III. Сталкивался с историей, когда трал развернули на посту именно из-за лишних 400 кг стали на зубьях.
Подытоживая, связываю три слоя: порода, кинематика, металл. Правильное наложение слоёв напоминает настройку впрыска дизеля: чуть сместил угол — кривые расхода поползли. С ковшом такая же музыка: баланс найден — топливная квитанция радует, гидравлика дышит ровно.