Днище ковша из стали 20: конструктивное исполнение и условия эксплуатации
Днище ковша из стали 20 — плоский или гнутый листовой элемент рабочей ёмкости грузоподъёмной техники, изготовленный из конструкционной качественной углеродистой стали марки 20 по ГОСТ 1050. Материал относится к низкоуглеродистым (0,17–0,24 % C), обладает пределом текучести не менее 245 МПа и временным сопротивлением 410–530 МПа в нормализованном состоянии. Такое сочетание обеспечивает высокую пластичность (относительное удлинение 25 %) и ударную вязкость KCU выше 60 Дж/см при положительных температурах, что критично для восприятия динамических нагрузок при черпании и ударном сбросе грунта.
Технологические особенности изготовления
Днище ковша из стали 20 формуют гибкой на листогибочных прессах усилием 160–400 тс, сварку выполняют ручной дуговой (электроды УОНИ-13/55, АНО-21) или механизированной в среде CO. Низкое содержание углерода исключает необходимость предварительного подогрева при толщине листа до 20 мм и снижает риск образования холодных трещин в зоне термического влияния. Для повышения износостойкости кромок применяют наплавку электродами Т-590 или порошковой проволокой ПП-Нп-35В9Х3СФ.
Типоразмеры и параметры листа
| Толщина листа, мм | Объём ковша, м | Марка стали | Способ формовки | Масса днища, кг |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 0,4–0,65 | 20 | гибка | 38–52 |
| 8 | 0,8–1,0 | 20 | гибка | 64–85 |
| 10 | 1,2–1,6 | 20 | гибка + сварка | 98–134 |
| 12 | 1,8–2,5 | 20 | гибка + сварка | 148–210 |
| 14 | 2,8–3,5 | 20 | гибка + сварка | 235–298 |
Области применения
- Ковши фронтальных погрузчиков на базе тракторов «Кировец» и погрузчиков Амкодор для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов.
- Рабочие органы экскаваторов-планировщиков при разработке грунтов I–II категорий без включений скальных пород.
- Ковши грейферных захватов для перевалки щепы, зерна и минеральных удобрений в портовых терминалах.
- Сменное оборудование мини-погрузчиков при выполнении планировочных и уборочных работ в коммунальном хозяйстве.
- Ёмкости загрузочных бункеров дробильно-сортировочных комплексов при транспортировке инертных материалов.
Эксплуатационные ограничения
Сталь 20 не предназначена для работы в условиях абразивного износа высокой интенсивности: при разработке гравийно-галечных грунтов и скальных пород ресурс днища сокращается в 3–5 раз по сравнению с ковшами из стали 09Г2С или Hardox. Рекомендуемый температурный диапазон эксплуатации — от –40 C до +200 C. При температурах ниже –40 C наблюдается склонность к хрупкому разрушению сварных швов, поэтому для северного исполнения требуется применение стали 09Г2С или 10ХСНД.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у стали 20 в состоянии поставки?
Твёрдость стали 20 в нормализованном состоянии составляет 156–197 HB. После цементации и закалки поверхностный слой может достигать 56–62 HRC, однако для днища ковша объёмная термообработка не применяется из-за крупных габаритов сварной конструкции.
Допускается ли замена стали 20 на 09Г2С без пересчёта конструкции?
Замена возможна при сохранении толщины листа, поскольку предел текучести 09Г2С ( 325 МПа) выше, чем у стали 20. Однако сварка 09Г2С требует подогрева до 100–150 C при толщине свыше 20 мм, что усложняет технологический процесс.
Какой ресурс днища ковша из стали 20 при работе с песком?
При толщине листа 10 мм и объёме ковша 1,5 м ресурс до сквозного протирания составляет 800–1200 моточасов при работе с песком и суглинком. При наличии гравия фракции 20–40 мм ресурс снижается до 300–500 моточасов.
Какие электроды применяются для ремонта днища?
Для заварки трещин и восстановления кромок используют электроды УОНИ-13/55 диаметром 3–4 мм, обеспечивающие предел прочности наплавленного металла не ниже 490 МПа. Наплавку износостойкого слоя выполняют электродами Т-590 или Т-620.
