книги / Определение производительности и тяговый расчет прицепного скрепера

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ПРИЦЕПНОГО СКРЕПЕРА

Методические указания

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2017

1

3

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При подготовке к практической работе следует внимательно прочитать указания и проанализировать ее содержание, а также ознакомиться с рекомендуемой литературой.

Цель работы: закрепить знания о землеройно-транспортных машинах, научиться производить тяговый расчет и определять производительность прицепного скрепера.

Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с теоретическими сведениями.

2.Схематично изобразить прицепной скрепер, указывая все его части (см. рис. 1, 2).

3.Согласно варианту, указанному преподавателем, произвести следующие расчеты: определить силу тяги, развиваемую базовым трактором во время срезания грунта; определить усилие, необходимое для перемещения скрепера; проверить условие движения прицепного скрепера; при необходимости подобрать толкающий трактор для увеличения тягового усилия при загрузке скрепера; определить время рабочего цикла; рассчитать эксплуатационную сменную производительность.

4.Ответить на контрольные вопросы.

Отчет о практической работе должен включать в себя следующее:

1)тему практического занятия;

2)цель выполняемой работы;

3)схему скрепера;

4)тяговый расчет прицепного скрепера;

5)расчет производительности скрепера;

6)краткие ответы на контрольные вопросы.

Отчет выполняется на листах формата А4 в произвольной форме.

4

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. Общее устройство скрепера

Скрепер – самоходная или прицепная (к гусеничному или колесному трактору, колесному тягачу) землеройно-транспортная машина, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания слоя грунта. Схема самоходного скрепераи его составные части показанына рис. 1.

Рис. 1. Самоходный скрепер: 1 – тягач; 2 – седельно-сцепное устройство; 3 – арка-хобот; 4 – упряжная тяга рамы; 5 – гидроцилиндр подъема ковша; 6 – ковш; 7 – заслонка; 8 – задняя стенка; 9 – буферное устройство

Скреперы предназначены для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов I–IV категорий при подготовке территорий под застройку, планирование кварталов, возведение насыпей, разработ-

5

ке широких траншей и выемок. Они применяются в дорожном, гидротехническом и аэродромном строительстве при дальности транспортировки грунта от 100 м до 3–5 км и отсыпке грунта спланированными слоями.

1.2. Классификация скреперов

По способу наполнения ковша выделяются скреперы с загрузкой тяговым усилием трактора-тягача (толкача); с принудительной (механизированной) загрузкой.

Ускреперов первой разновидности срезание слоя грунта (стружки) и поступление грунта в ковш осуществляется за счет тягового усилия трактора-тягача (толкача, если он применяется). Поступает грунт в движущийся ковш и наполняет его в результате противодавления, развивающегося в стружке и ранее срезанном разрыхленном грунте, накопившемся перед ножами в так называемой призме волочения.

Ускреперов второй разновидности срезание стружки грунта ножами осуществляется также за счет тягового усилия тракторатягача (толкач для загрузки этих машин, как правило, не применяется), а принудительная подача срезанного грунта в ковш производится скребками цепного элеватора. Скребки захватывают порции грунта, поднимают их либо по стальному наклонному листу, либо по переднему откосу уже имеющегося в ковше грунта и отбрасывают в ковш назад по ходу машины.

По типу ходовой части скреперы подразделяются на прицепные, полуприцепные и самоходные (рис. 2).

Уприцепных скреперов весь вес конструкции и вес содержащегося в ковше грунта передается на ходовые колеса скрепера, кроме незначительной части веса дышла, передаваемой на буксирную скобу трактора. У полуприцепных и самоходных скреперов от половины до полного веса конструкции и полезного груза используется в качестве активного сцепного веса на ведущих колесах.

6

Самоходными скреперами (рис. 5) называют такие скреперы, у которых тягач после отсоединения от скрепера не может самостоятельно двигаться, так как является составной частью агрегата, вне которого он не может работать.

а

б

Рис. 5. Самоходные скреперы: а – САТ657G; б – САТ631G

По типу разгрузочного механизма скреперы с загрузкой тяговым усилием подразделяются на скреперы со свободной (самосвальной) разгрузкой опрокидыванием ковша вперед и назад, скреперы с принудительной разгрузкой прямолинейным движением задней стенки ковша или заслонки назад, скреперы с полупринудительной разгрузкой.

По типу привода рабочих органов скреперы с загрузкой тяго-

вым усилием подразделяются на скреперы с канатным управлением, скреперы с гидравлическим управлением и скреперы с электроканатным управлением отдельными лебедками, приводимыми в движение электодвигателями.

8

По типу привода рабочих органов скреперы с принудительной загрузкой подразделяются на скреперы с гидравлическим управлением и скреперы с электромеханическим управлением посредством электродвигателей с редукторами и исполнительными механизмами.

По типу тягача скреперы подразделяются на колесные и гусеничные.

Самоходные скреперы, как правило, выполняются на пневмоколесном ходу; прицепные и полуприцепные – как на гусеничном, так и на пневмоколесном.

По емкости ковша скреперы подразделяются на ковши с малой вместимостью (до 5 м3), средней (5–15 м3) и большой (более 15 м3).

1.3.Особенности технологического цикла

иорганизации скреперных работ

Рабочий цикл скрепера состоит из следующих последовательно выполняемых операций: резание грунта и наполнение ковша, транспортирование грунта к месту укладки, выгрузка и укладка грунта, обратный холостой ход машины в забой.

Операция набора грунта включает в себя резание грунта и наполнение ковша и характеризуется необходимостью значительной силы тяги. Ковш наполняется грунтом при движении скрепера по свежесрезанной грунтовой поверхности.

Толщина срезаемой стружки зависит от вида грунта, а для скреперов с тяговой загрузкой также от силы тяги толкача.

В зависимости от вида работы, типа и состояния грунта применяют различные способы резания грунта и разработки забоя.

При планировочных работах, когда снимают небольшой слой грунта, ковш наполняют стружкой постоянной толщины. Для скреперов с тяговой загрузкой этот способ нецелесообразен, так как не позволяет полностью использовать силу тяги скрепера и толкача. Он применим для скреперов с механизированной загрузкой ковша.

Более распространен способ наполнения ковша стружкой переменного сечения, начиная от возможно более толстой с постепенным уменьшением ее к концу пути набора. Это обусловливает

9

постоянную загрузку двигателей скрепера и толкача в течение всего времени набора и позволяет наполнять ковш за более короткое время. Такой способ эффективен при работе на глинистых грунтах.

Количество набираемого скрепером грунта зависит от состояния разрабатываемого грунта, условий и способов наполнения. Лучше наполняется ковш при разработке грунтов влажностью до 25 %. Чрезмерно сухие грунты предварительно увлажняют.

Тяжелые грунты категорий III и IV перед началом разработки скреперами рыхлят продольными полосами с помощью бульдозе- ров-рыхлителей параллельными их проходами со сдвигом, равным заданному измельчению грунта. Рыхлить грунт рекомендуют на комья размером 10...15 см, наибольший размер комьев разрыхленного грунта не должен превышать 2/3 глубины резания скрепера.

В связных грунтах ковш хорошо наполняется при разработке забоя под уклон 6…13 %, что повышает силу тяги скрепера и толкача за счет использования их массы и улучшает наполнение ковша. Сухими несвязными грунтами ковш наполняют на подъеме до 6 % после их предварительного увлажнения.

Поперечный уклон площадки забоя по отношению к направлению движения скрепера не должен превышать 8 %.

Работа в транспортном режиме занимает основное время цикла (до 80–90 %). Продолжительность операции определяется скоростью движения машины по трассе. Скорость перемещения как груженого, так и порожнего скрепера зависит от дальности перемещения грунта, состояния землевозных дорог и реально может достигать 30–40 км/ч. В транспортном режиме скреперы обычно движутся по плотной грунтовой дороге, свежесрезанному грунту, насыпному уплотненному проездами грунту.

Предельная рекомендуемая дальность перемещения грунта зависит от объема ковша q и для скрепера с q = 10 м3 составляет

400...2500 м.

Скрепер разгружают при прямолинейном движении со скоростью 6...8 км/ч. В режиме разгрузки скрепер движется по рыхлому насыпному грунту, что обусловливает значительное сопротивление качению.

10