Режущая кромка отвала: сокращаем затраты на обслуживание

Одна из статей расходов у организаций — владельцев бульдозеров и автогрейдеров — это замена режущих кромок отвалов. Редко кто работает только с мягким грунтом, в котором, впрочем, тоже немало высокоабразивных примесей. Тот же кварцевый песок может сократить срок службы ножей отвала на несколько десятков моточасов. А если наткнуться на грунт с содержанием кремния, то истирание будет ускоренным.

Учитывая резко возросшую стоимость стоимости промышленного производства, а также перебои с логистикой, многие эксплуатирующие организации задаются вопросом оптимизации затрат на поддержание техники в исправном состоянии.

И хотя ножи относят к категории расходных материалов, слишком частая замена бьёт по бюджету куда больнее проведения планового ТО. Конечно же, это применимо не ко всем подрядчикам. Условия индивидуальны.

Средний срок службы ножей может определить эксплуатирующая организация на основе статистики эксплуатации в конкретных грунтовых условиях и видов выполняемых работ, говорит главный конструктор по ДСТ ООО «ЧТЗ-Уралтрак» Леонид Вершинский.

Срок службы режущей кромки очень сильно зависит от целого ряда показателей, уточняет менеджер по продуктовому маркетингу строительной техники John Deere Антон Веремчук. К ним он относит тип грунта, на котором работает техника, и материал самого ножа, и его толщину, и даже навыки оператора.

«Безусловно, первый комплект ножей приходит с машиной стандартного исполнения, но далее мы стараемся помогать эксплуатирующим организациям выбрать наиболее подходящий вариант для их конкретной задачи. Возьмём, например, параметр толщины режущей кромки. Казалось бы, чем толще нож, тем выше срок его службы.

Однако не всё так однозначно. Одной из важных характеристик кромки является параметр проникающей способности, благодаря которому она врезается в грунт, срезает требуемый слой материала, оставляя после себя ровную и гладкую поверхность дорожного полотна.

При увеличении толщины кромки её проникающая способность падает, для эффективного резания требуется прилагать большие усилия, растёт нагрузка на ДВС, трансмиссию, раму машины и отвала, а значит, повышается износ основных систем и увеличивается расход топлива.

Кроме того, негативный эффект от использования кромок с большой толщиной может выражаться и в том, что из-за нестабильного усилия резания после прохода грейдера формируется рифлёная поверхность (так называемая «стиральная доска»), которая оказывает негативное влияние уже на подвеску самосвалов и работу водителей (падает скорость движения, ухудшается восприятие неровностей водителями в кабине, растёт усталость от вождения).

По этой причине, хотя более толстая кромка может служить немного дольше, она может негативно сказываться на стоимости владения как самого грейдера, так и всего подвижного состава, для которого и готовится дорожное полотно», — разъясняет представитель John Deere.

Поизносился наш отвал

В общем, неизбежное произошло. Дальше нужно решать, что делать: покупать новую кромку или попытаться восстановить эту. Для начала проводят визуальный осмотр: надо же понять, есть ли трещины, насколько деформирована сталь. Всё это заносят в дефектную ведомость и определяют, есть ли смысл проводить ремонт.

В ряде случаев можно обойтись сваркой, чтобы устранить трещины. После — не забыть отшлифовать место наплавки, да и учесть специфику сварочных работ со сталями. Особенно с высоколегированными. Только вот не всегда ремонт целесообразен, говорят эксперты.

«В зависимости от типа ножа, а также условий работы сама кромка может служить от 100 часов на  высокоабразивных материалах до нескольких тысяч моточасов часов, если рассматривать специальные решения, аналогичные двойным карбидным кромкам Dual Carbide от John Deere.

Но даже самые инновационные кромки подвержены износу, поэтому возникает вопрос, менять или ремонтировать. Хотя вариант ремонта, на первый взгляд, может казаться более простым и  менее затратным вариантом, важно учитывать два фактора: 1) простой машины во время ремонта; 2) ходимость того же ножа после его восстановления», — предупреждает Антон Веремчук.

Целесообразность будет зависеть от сравнения стоимости новых ножей и работ по их замене и стоимости работ и материалов по наплавке, рассуждает руководитель сервисной службы по строительному оборудованию CNH Industrial Александр Демянчик.

Он напоминает, что нужно учитывать время на демонтаж пластин, стоимость логистики, наличие свободного персонала для восстановительных работ. Зачастую затраты на работы по восстановлению и транспортировке приведут к нивелированию видимого экономического преимущества перед приобретением нового инструмента, говорит эксперт.

«Никакая наплавка не даёт той твёрдости, что была у ножа изначально, лучше изношенного ножа может быть только новый нож, а если он ещё и имеет заточку с двух сторон и его можно разворачивать по мере износа — вообще здорово», — категоричен главный инженер ООО «Болдер» (Boulder) Алан Авсанов.

С этим согласен и представитель отечественного производителя дорожно-строительной техники.

«Износ ножей бульдозера происходит по нижней и передней рабочим кромкам. Потеря металла по высоте ножа происходит до 35 мм, или до 30% по массе у средних ножей и до 20% у боковых. Наплавка такого количества металла представляется чрезмерно трудо- и энергоёмкой операцией.

Средний нож отвала бульдозера имеет две режущие кромки и два ряда отверстий и таким образом может устанавливаться в четыре положения в процессе его износа: 1) установка на нижний ряд отверстий; 2) смещение ножа вниз и установка его на верхний ряд отверстий; 3) переворот ножа и работа кромкой, которая ещё не изношена; 4) смещение ножа вниз и установка его на верхний ряд отверстий.

Боковые ножи изготавливают методом литья из высокопрочной в отношении износа стали и подлежат замене», — поясняет Леонид Вершинский.

При этом г-н Веремчук настаивает, что при подборе даже такого простого элемента, как нож, стоит обращаться к профессионалам, которые подскажут оптимальный вариант, например, к дилерам производителя.

«Если брать машины высокопроизводительного класса, рассчитанные на большую нагрузку и  наработку, такие как грейдеры или бульдозеры John Deere, то ответ однозначен: замена будет более целесообразна, ведь любая остановка резко снижает ту экономическую выгоду, которую вам приносит машина во время своей работы.

Грейдер или бульдозер John Deere должны работать, чтобы быстрее окупить вложенные финансы и начать генерировать прибыль для собственника. Поэтому попытка экономии на «спичках» в разы снижает данный показатель, приводя к упущенной выгоде», — уверяет эксперт.

Для защиты

И хотя износ, как мы выяснили, неизбежен, отсрочить приговор всё же можно. И нужно. Леонид Вершинский напоминает, что ООО «ЧТЗ-Уралтрак» опционально предлагает бульдозерное оборудование с наваренными на лобовой лист отвала противоизносными пластинами.

По словам главного конструктора, такое оснащение отвала существенно продлевает срок службы бульдозерного оборудования при разработке высокоабразивных пород, например скальных.
Схожие решения есть и у John Deere.

«Ряд из них представляет собой использование футеровки листами износостойкого металла передней поверхности отвала, что актуально для высокоабразивных грунтов или тех применений, где с помощью отвала могут толкать крупные предметы, например скрепер для его лучшего заполнения или застрявший в грязи самосвал.

Другие решения направлены на защиту самой режущей кромки от ударной нагрузки. Они наиболее актуальны при использовании высокопрочных ножей, которые обладают отличными показателями износостойкости, но при этом теряют в ударной вязкости, поэтому могут откалываться при резких ударах», — рассказывает Антон Веремчук.

Пластины для отвалов изнашиваются по-разному, напоминает Алан Авсанов. Это зависит от множества факторов, таких как умение оператора работать отвалом, тип грунта, время года и т. д. Пластины на отвалы тоже бывают разными для разных задач, например для бережной очистки дороги — из армированной резины (тех. пластины), а для грейдерования, планирования или очистки ото льда уже нужны стальные твердосплавные пластины.

А вот Александр Демянчик считает, что такие пластины могут ломаться и требуют регулярной замены. Он говорит, что их эффективность сильно зависит от условий работы; вполне допустимо использовать их для работ по очистке снега.

«Физика работы кромок не очень отличается от физики резания любым режущим инструментом. Правильная эксплуатация машины в соответствии с рекомендациями производителей как грейдера/бульдозера, так и кромок поможет продлить срок службы.

Также следует использовать рекомендованные производителем углы атаки и методы проведения работ для установки кромок повышенной износостойкости», — наставляет руководитель сервисной службы по строительному оборудованию CNH Industrial.

В John Deere же придерживаются мнения, что хотя за счёт того же обучения оператора в некоторых случаях ресурс кромки можно частично скорректировать, но это скорее «побочный эффект», достигаемый помимо оптимизации работы и производительности машины.

«На мой взгляд, все способы продления срока службы ножей скорее лежат в использовании новых нестандартных материалов или технических решений. Например, кромки Dual Carbide от John Deere, которые позволили нашим заказчикам на территории Сибири достичь рекордного ресурса более 5 000 часов.

Вторым таким решением являются кромки Stinger. Они представляют собой набор отдельных конусовидных резцов, закреплённых в держателях с  возможностью вращаться.

Помимо увеличенного ресурса, данные кромки обеспечивают отличное врезание в грунт, благодаря чему можно выполнять тот же объём работы за меньшее количество проходов, а также они отлично перемешивают материал, что актуально на щебёночных или грунтовых технологических дорогах», — делится опытом г-н Веремчук.

При выборе футеровки Леонид Вершинский рекомендует обращать внимание на условия эксплуатации бульдозера. При работе на высокоабразивных грунтах: кварцевом песке или скальнике — целесообразно применить футеровку противоизносными листами. При работе с горячими материалами — горячим металлургическим шлаком  — целесообразно применить термостойкую футеровку.

А вот резиновая защита кромки отвала на бульдозерах и грейдерах, по словам экспертов, бесполезна.

«Если эксплуатант использует автогрейдер как многофункциональную машину для строительства и ремонтов дорог, для уборки дорог, как лёгкий бульдозер и т. д., то резиновую кромку ставят только при уборке асфальтобетонных дорожных покрытий от пыли, лёгкой грязи и снега. А  при строительстве дорог применимы только стальные ножи. В случае обслуживания технологических дорог на карьерах также используют стальную защиту», — говорит Александр Демянчик.

«При выборе футеровки отвала важно помнить о балансе толщины и износостойкости. Здесь, опять же, лучше не экономить, а выбирать материал по его параметрам. Ведь лишний вес и толщина на самом отвале снижают эффективность машины, могут препятствовать врезанию отвала в грунт, ухудшать скольжение материала по поверхности отвала и его перемешивание при работе.

Поэтому мы рекомендуем обращаться к специалистам, которые всегда помогут подобрать правильное оснащение, в том числе к нашим дилерам, у которых есть не только знания, но и значительный практический опыт по внедрению подобных решений», — резюмирует представитель John Deere.

Подготовил Артём Щетников
Фото: Евгений Ошкин