ГОСТ ISO 7451-2014 Машины землеройные. Расчет вместимости ковшей типа «обратная лопата» и грейферных ковшей гидравлических экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков

ГОСТ ISO 7451-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЗЕМЛЕРОЙНЫЕ

Расчет вместимости ковшей типа "обратная лопата" и грейферных ковшей гидравлических экскаваторов и экскаваторов-погрузчиков

Earth-moving machinery. Volumetric ratings for hoe-type and grab-type buckets of hydraulic excavators and backhoe loaders

МКС 53.100

Дата введения 2025-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Научно-производственным республиканским унитарным предприятием "Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации" (БелГИСС) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Госстандартом Республики Беларусь

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 октября 2014 г. № 71-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 января 2024 г. № 124-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 7451-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2025 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 7451:2007* "Машины землеройные. Расчет вместимости ковшей типа "обратная лопата" и грейферных ковшей гидравлических экскаваторов и погрузчиков с обратной лопатой" ("Earth-moving machinery - Volumetric ratings for hoe-type and grab-type buckets of hydraulic excavators and backhoe loaders", IDT).

Международный стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 127 "Землеройные машины", подкомитетом SC 1 "Требования техники безопасности и эргономики"

6 ВЗАМЕН ГОСТ 29291-92 (ИСО 7451-83)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает расчетный метод определения объема материалов, вмещаемых ковшами типа "обратная лопата" или грейферными ковшами гидравлических экскаваторов или экскаваторов-погрузчиков. Метод определения объема основан на внутренних размерах ковша и на стандартных объемах верхней части ковша.

Данным методом предусматривается использование техники деления сложного по форме материала в ковше на части, имеющие простую геометрическую форму.

Данный расчетный метод предназначен для сравнения вместимости, а не для определения фактической вместимости, зависящей от конкретных условий труда.

Настоящий стандарт не распространяется на ковши канатных экскаваторов.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 гидравлический экскаватор (hydraulic excavator): Самоходная машина на колесном, гусеничном или шагающем ходу, имеющая верхнюю часть, способную поворачиваться на 360°, со смонтированным рабочим оборудованием, предназначенная главным образом для копания с помощью ковша.

Примечание 1 - Рабочий цикл экскаватора включает следующие операции: копание, подъем, перемещение с поворотом и разгрузка материала.

Примечание 2 - Экскаватор также может использоваться для погрузки-разгрузки и перемещения материалов или предметов.

Примечание 3 - Составные части ковша типа "обратная лопата" приведены на рисунке 2.

Примечание 4 - Определение взято из ISO 6165:2006.

[ISO 6165:2006, терминологическая статья 4.3]

2.2 экскаватор-погрузчик (backhoe loader): Самоходная колесная или гусеничная машина с главной рамой, предназначенной для навески рабочего оборудования (3.9) спереди и обратной лопаты сзади (обычно с аутригерами или стабилизаторами).

Примечание 1 - При работе в режиме экскаватора машина неподвижна и обычно копает ниже уровня земли.

Примечание 2 - При работе в режиме погрузчика (использование ковша) загрузка осуществляется при движении машины вперед.

Примечание 3 - Рабочий цикл в режиме экскаватора включает следующие операции: копание, подъем, перемещение с поворотом и разгрузка материала. Рабочий цикл в режиме погрузчика включает следующие операции: наполнение, подъем, транспортирование и разгрузка материала.

[ISO 6165:2006, терминологическая статья 4.3]

2.3 размерная характеристика X (X dimension): Расстояние между режущей кромкой (или лицевой поверхностью) и контактной кромкой разделительной плоскости задней стенки ковша типа "обратная лопата" (см. рисунок 3).

2.4 размерная характеристика Y (Y dimension): Максимальная глубина врезания, перпендикулярная разделительной плоскости на ковше типа "обратная лопата" (см. рисунок 4).

2.5 разделительная плоскость (strike plane) (в ковше типа "обратная лопата"): Горизонтальная плоскость, проходящая через режущую кромку или торцевую поверхность зуба ковша до контактной кромки между горизонтальной поверхностью и задней стенкой по всей ширине ковша (см. рисунок 3).

2.6 разделительная плоскость (strike plane) (в грейферном ковше): Горизонтальная плоскость, проходящая через верхние кромки профильных планок по всей ширине ковша (см. рисунок 12).

2.7 разделительная поверхность (strike surface): Цилиндрическая поверхность радиусом R на ковше типа "обратная лопата", которая проходит через края разделительной плоскости (торцевую поверхность зуба и кромки задней стенки) и направлена по касательной к плоскости, параллельной разделительной плоскости, на расстоянии Y (см. рисунок 4).

2.8

площадь поверхности

(surface area)

: Площадь боковой внутренней поверхности ковша типа "обратная лопата", граничащей с разделительной плоскостью (см. рисунок 8).

2.9

площадь поверхности

(surface area)

: Площадь боковой внутренней поверхности ковша типа "обратная лопата", граничащей с разделительной поверхностью (см. рисунок 9).

2.10

площадь поверхности

(surface area)

: Площадь боковой внутренней поверхности грейферного ковша, граничащей с разделительной плоскостью (см. рисунок 12).

2.11

площадь поверхности

(surface area)

: Площадь боковой внутренней поверхности грейферного ковша, используемая для определения максимального объема (см. рисунок 13).

2.12

геометрический объем

(struck volume)

: Объем материала, лежащего ниже разделительной плоскости или разделительной поверхности.

2.13

объем "шапки"

(top volume)

: Объем материала, лежащего над разделительной плоскостью.

2.14

перемещаемый объем

(displaced volume)

: Объем материала внутри грейферного ковша, вытесненный рабочим механизмом или устройством.

2.15

номинальная вместимость

(volumetric rating)

: Объем, определяемый по методу, приведенному в настоящем стандарте, с целью создания средства для сравнения вместимостей ковшей.

2.16 размерная характеристика (W dimension) W: Внутренняя ширина в центре тяжести секций ковша (см. рисунки 8 и 9).

2.17

размерная характеристика

(

W

4 dimension)

: Средняя величина между внутренней шириной контактной кромки разделительной плоскости задней стенки ковша и внутренней шириной режущей кромки, умноженной на двойную толщину двух боковых сторон (см. рисунки 10 и 11).

3 Ограничения и пределы применения ковшей типа "обратная лопата"

Не учитывается объем, размеры выступающих частей, например, держателей зубьев, съемных головок, боковых удлинителей по высоте, боковых режущих кромок, отверстий или скосов.

При расчете вместимости ковша типа "обратная лопата" учитывают защиту режущей поверхности и фактическое врезание (см. рисунок 5).

Значения V учитывает величину h, соответствующую центру тяжести проектирующей поверхности (см. рисунок 6) с учетом фактического врезания.

Ковш следует располагать так, чтобы плоскость, определяемая режущей кромкой (лицевой поверхностью) и контактной кромкой задней стенки, была горизонтальной (см. рисунок 7).

4 Расчет

4.1 Ковш типа "обратная лопата"

4.1.1 Геометрический объем

Геометрический объем определяется следующим образом.

При соотношении

X/Y

12, учитывается разделительная плоскость, в результате чего

.

См. рисунок 8.

При соотношении X/Y<12, учитывается разделительная поверхность, что приводит к уменьшению геометрического объема с учетом глубины врезывания. Отсюда

.

См. рисунок 9.

4.1.2 Объем "шапки"

При расчетах учитывается не глубина врезания

Y

, а размерная характеристика

(см. рисунок 10).

Объем "шапки" определяется следующим образом (см. рисунок 11):

- для узких ковшей, где

:

.

- для широких ковшей, где

X

<

:

.

4.2 Грейферный ковш

4.2.1 Геометрический объем

Геометрический объем определяется следующим образом:

.

См. рисунок 12.

4.2.2 Объем "шапки"

При включении рабочего механизма грейферного ковша в максимальный объем

максимальный объем уменьшается на объем этого механизма

:

.

См. рисунок 13.

5 Определение номинальной вместимости

5.1 Номинальная вместимость ковша типа "обратная лопата" или грейферного ковша

Суммарный объема ковша и объем "шапки" рассчитывается по следующей формуле:

.

Номинальная вместимость, которая выражается в кубических метрах или литрах, приведена в качестве расчетной емкости по настоящему стандарту.

5.2 Определение коммерческой вместимости

Коммерческая вместимость определяется в пределах ±3% от расчетного значения.

1 - ковш

Рисунок 1 - Ковш типа "обратная лопата", гидравлический экскаватор и экскаватор-погрузчик

1 - кронштейн сменного оборудования; 2 - отверстия для крепления; 3 - скос; 4 - задняя стенка или брус; 5 - боковая подставка; 6 - отверстия; 7 - боковой нож; 8 - режущая боковая стенка; 9 - режущая кромка или нож; 10 - нижняя плита или нижний лист; 11 - съемный зуб; 12 - передняя режущая кромка; 13 - коронка; 14 - зубодержатель

Рисунок 2 - Элементы ковша типа "обратная лопата"

X - размерная характеристика X; Y - размерная характеристика Y; 1 - разделительная плоскость

Рисунок 3 - Расположение размерной характеристики X

X - размерная характеристика X; Y - размерная характеристика Y; R - радиус цилиндрической поверхности; 1 - разделительная плоскость; 2 - разделительная поверхность

Рисунок 4 - Расположение размерной характеристики Y

X - размерная характеристика X; Y - размерная характеристика Y; 1 - разделительная плоскость; 2 - защита режущей поверхности

Рисунок 5 - Взаимосвязь между защитой режущей поверхностью и разделительной плоскостью

1 - разделительная плоскость; 2 - центр тяжести заштрихованной поверхности;

С защитой.

Без защиты.

Рисунок 6 - Зависимость величины h от формы передней кромки ковша

1 - разделительная плоскость; 2 - задняя стенка; 3 - режущая кромка или нож или защита

Рисунок 7 - Определение положения ковша по отношению к горизонтальной плоскости

- размерная характеристика

W

;

1

- площадь поверхности

;

2

- разделительная плоскость;

3

- центр тяжести площади

Рисунок 8 - Определение размерной характеристики

W

при

X/Y

12

- размерная характеристика

W

;

1

- площадь поверхности

;

2

- разделительная плоскость;

3

- центр тяжести площади

Рисунок 9 - Определение размерной характеристики W при X/Y<12

- ширина задней стенки;

- внутренняя ширина режущей поверхности;

E

- толщина боковой стенки;

X

- размерная характеристика

X

Рисунок 10 - Определение размерной характеристики

X - размерная характеристика X;

- размерная характеристика

Рисунок 11 - Геометрическая граница объема "шапки"

узкого и широкого ковшей

- размерная характеристика

W

;

1

- разделительная плоскость;

2

- площадь поверхности

Рисунок 12 - Определение геометрического объема

грейферных ковшей

- смещенный объем;

- максимальный объем;

- размерная характеристика

W

;

1

- боковая стенка;

2

- площадь поверхности

Рисунок 13 - Определение объема "шапки"

грейферных ковшей

Библиография