Объём ковша фронтального погрузчика: как рассчитать под материал и грузоподъёмность

Что означает объём ковша в характеристиках

У ковша фронтального погрузчика два объёма. Геометрический — это то, что помещается в ковш до плоскости, проведённой по передней кромке и задней стенке, как если бы материал срезали линейкой. Номинальный (его ещё называют объёмом «с шапкой») — геометрический объём плюс горка материала над кромкой.

Как считать эту горку, описывает международный стандарт ISO 7546: объём определяют по внутренним размерам ковша, а шапку у погрузочных ковшей принимают с откосом 1:2. У экскаваторных ковшей откос круче, 1:1, поэтому сравнивать «кубы» ковша погрузчика и экскаватора напрямую нельзя.

В спецификациях обычно указан именно номинальный объём. Если в документах встречаются две цифры, меньшая — геометрическая. При подборе уточните у продавца, какой объём записан в карточке: от этого зависит весь дальнейший расчёт.

Как посчитать массу полного ковша

Формула одна для любого материала:

Масса ковша (т) = объём ковша (м³) x насыпная плотность (т/м³) x коэффициент наполнения

Порядок такой:

1. Возьмите номинальный объём ковша из карточки модели.
2. Найдите насыпную плотность своего материала в рыхлом состоянии, а не плотность в массиве или в уплотнённом основании.
3. Умножьте на коэффициент наполнения: для сыпучих мелких материалов около 1,0, для крупного щебня и камня меньше.
4. Сравните результат с номинальной грузоподъёмностью из той же карточки.

Если масса больше грузоподъёмности, есть два правильных выхода: набирать ковш неполным или ставить ковш меньшего объёма. Третий вариант, «машина вытянет», ведёт к перегрузу моста, рамы и гидравлики и ухудшает устойчивость. Номинальную грузоподъёмность производитель рассчитывает с запасом от опрокидывания по методике ISO 14397-1, и этот запас не предназначен для постоянной работы.

Насыпная плотность: таблица материалов

Плотность одного и того же материала меняется от влажности, фракции и степени уплотнения, поэтому в таблице — ориентиры для рыхлого материала. Для точного расчёта лучше взвесить ковш на своём материале или взять данные из паспорта карьера.

Источники: справочные таблицы плотностей Engineering ToolBox (грунты, песок, гравий, ПГС, щебень, зерно, щепа) и гляциологические данные по снегу. Главное, что видно из таблицы: влажный песок и гравий тяжелее сухого рыхлого грунта больше чем в полтора раза. Щепа легче сухого песка в 3-5 раз, свежий снег — больше чем в 7 раз.

Коэффициент наполнения: почему ковш набирается не на 100%

Коэффициент наполнения показывает, какая доля номинального объёма реально заполняется за одно зачерпывание. Он бывает и меньше, и больше единицы: мелкий влажный материал ложится плотной горкой выше расчётной шапки, а крупный камень оставляет пустоты и не держит форму.

Ориентиры из справочников производителей колёсных погрузчиков:

• влажный суглинок, рыхлый грунт — 100-110%;
• смешанные влажные материалы (песок с гравием) — 95-100%;
• однородный щебень фракции 12-20 мм — 85-90%;
• взорванная скала — 60-95%, чем хуже раздроблена, тем меньше.

Производители прямо пишут, что размер и тип ковша подбирают по плотности материала и ожидаемому коэффициенту наполнения. В спецификациях крупных моделей рядом с номинальным объёмом иногда указывают и объём при наполнении 110%. Если такой строки нет, для расчёта берите коэффициент 1,0 для песка и грунта и 0,85-0,9 для щебня.

Сколько тонн и кубов песка в ковше: пример расчёта

Возьмём погрузчик с ковшом 1,6 м³ и грузоподъёмностью 1600 кг, как у LAIGONG LG926.

• Сухой песок, полный ковш: 1,6 x 1,55 x 1,0 = 2,48 т. Это больше грузоподъёмности в полтора раза.
• Чтобы уложиться в 1600 кг, сухого песка нужно не больше 1600 / 1550 = около 1,03 м³, то есть примерно 65% ковша.
• Влажный песок (1,9 т/м³) в полном ковше — около 3 т, в пределах грузоподъёмности — около 0,84 м³.
• Свежий снег (до 0,2 т/м³): полный ковш — до 0,32 т, здесь объём ковша ограничивает работу раньше, чем грузоподъёмность.

Отсюда ответ на частый вопрос «сколько кубов песка в ковше погрузчика»: столько, сколько позволяет грузоподъёмность, а не столько, сколько помещается. Для тяжёлого материала решающая цифра — тонны, для лёгкого — кубы.

Какой материал потянет штатный ковш моделей каталога

Удобно посчитать пороговую плотность — такую насыпную плотность, при которой полный ковш (коэффициент 1,0) весит ровно столько, сколько разрешает грузоподъёмность. Формула: грузоподъёмность / объём ковша. Материалы легче порога можно набирать полным ковшом, тяжелее — только частично или ковшом меньшего объёма.

Данные — из карточек каталога treid78.ru на 11.10.2026, расчёт наш. Что из этого следует:

• У классических фронтальных моделей LAIGONG полный штатный ковш укладывается в грузоподъёмность на материалах до 1,0-1,25 т/м³: снег, зерно, щепа, а у LG938 ещё и рыхлый грунт. Для песка, гравия и щебня ковш набирают не полностью или подбирают ковш меньше. Например, у LAIGONG LG938 полный ковш сухого песка — около 3,1 т при грузоподъёмности 2,5 т.
• У мини-погрузчиков LGCM порог 1,85-2,25 т/м³: небольшой ковш можно наполнять сухим песком и гравием целиком, а у LG900 — и влажными.
• У телескопического LAIGONG LG3000TL порог 2,0 т/м³. Но допустимая нагрузка у такой машины зависит ещё и от вылета стрелы и высоты подъёма, поэтому смотрите диаграмму грузоподъёмности, а не только цифру в карточке.

Когда нужен ковш меньше или больше штатного

Ковш под тяжёлый материал (песок, ПГС, гравий, щебень, грунт) выбирают меньшего объёма, усиленный, часто с зубьями или сменными ножами. Цикл с полным ковшом идёт быстрее, чем с неполным: оператору не нужно дозировать набор, а машина не работает на пределе.

Ковш увеличенного объёма для лёгких материалов (снег, зерно, щепа, опилки, торф) позволяет за цикл перевезти больше и не гонять погрузчик впустую. Но для тяжёлого материала такой ковш не годится: тот же расчёт сразу покажет перегруз.

Если на площадке оба типа материалов, практичнее держать два ковша и менять их на быстросъёмном устройстве (БСУ). О нём и других видах навесного — в статье о навесном оборудовании для фронтальных погрузчиков.

Ширина ковша, высота выгрузки и кузов самосвала

Объём — не единственный параметр ковша. Ещё три вещи проверяют до покупки:

• Ширина ковша должна перекрывать колею погрузчика, иначе при работе в забое колёса наезжают на материал и шины режутся.
• Высота выгрузки должна быть выше борта самосвала или бункера с запасом. Высота выгрузки по сочленению указана в карточках (например, 3700 мм у LG926 и 4320 мм у LG938); фактическая высота под кромкой ковша меньше, уточняйте её отдельно.
• Число ковшей на кузов. Удобно, когда кузов самосвала загружается целым числом ковшей. Посчитайте: грузоподъёмность самосвала / масса одного ковша вашего материала. Если выходит 5,3 ковша, последний ковш будет неполным в каждом рейсе.

Челюстной ковш 4в1 и ножи на ковш

В карточках моделей LAIGONG среди опций есть челюстной ковш 4в1 и ножи на ковш.

Челюстной ковш раскрывается на две части и работает как обычный ковш, грейфер, отвал и захват для планировки. Он тяжелее обычного, поэтому часть грузоподъёмности уходит на собственный вес ковша: при расчёте берите объём и массу именно этого ковша, а не штатного.

Сменные ножи на кромке защищают ковш от износа на абразивных материалах (песок, щебень), а заменить их дешевле, чем ремонтировать кромку. Для сыпучих материалов на ровной площадке подойдёт ровный нож, для плотного грунта — зубья.

Что спросить у продавца перед покупкой

1. Какой объём ковша указан в карточке: номинальный (с шапкой) или геометрический?
2. Какая масса штатного ковша и учтена ли она в грузоподъёмности?
3. Какие ещё ковши есть под эту модель: меньшего объёма для песка и щебня, увеличенного для снега и зерна?
4. Есть ли быстросъёмное устройство и сколько времени занимает смена ковша?
5. Какая высота выгрузки под кромкой ковша при полном подъёме стрелы?
6. Для телескопических машин — есть ли диаграмма грузоподъёмности по вылету и высоте?

Принесите на встречу название материала и, если есть, его насыпную плотность из документов карьера или поставщика. С этими цифрами ковш подбирают расчётом, без догадок. Общие критерии выбора машины разобраны в статье как выбрать китайский фронтальный погрузчик.