Скрепер

Таблица 7 - Минимальная глубина резания hmin (м)

Если для ковшей с прямыми ножами Fmin = BKhmin, то для ковшей со ступенчатыми ножами при подсчете Fmin сле-

дует определить приведенную минимальную толщину реза (Рисунок 3)

hmin пр hmin lC sin 1 BC / BK ,

Сопротивление перемещению призмы волочения (кН)

где y - коэффициент объема призмы волочения (Таблица 2);- объемная касса грунта, кг/м3; 2 - коэффициент трения

грунта по грунту; Кр - коэффициент разрыхления грунта (Таблица 3).

Сопротивление наполнению ковша (кН)

где Нз - наибольшая высота заполнения ковша грунтом, м;

принимается равной 1,00...1,13; 1,25...1,5; 1,8...2,0; 2,3 при соответствующем значении q (м3), равной 3; 6; 10; 15; h - толщина срезаемой стружки, определяемая в зависимо-

21

сти от формы ножа; X - коэффициент, учитывающий влияние сил трения при движении столба грунта внутри ковша, X = 0,5sin2 2; K = e - коэффициент, учитывающий сопротивление, возникающее вследствие изменения направления движения стружки поступающей в ковш на уголtg (см.табл.3); Кф - коэффициент, учитывающий изменение ширины стружки грунта поступающей в ковш в зависимости от формы ножа; Кф= 1 и Кф = 0,5 соответственно для прямого и ступенчатого ножа.

Таблица 8 - Коэффициенты сопротивления передвижению f и сцеплению cц гусеничного и пневмоколесного движителя [11]

22

Сопротивление перемещению груженого скрепера (кН) при известных массе mс и коэффициенте сопротивления передвижению f (Таблица 8) определится из уравнения

Общее сопротивление, преодолеваемое тягачом скрепера (кН)

3.2 Выбор тягача

Выбор тягача производится по номинальному тяговому усилию на сцепном устройстве, которое определяется по формуле для:

а) прицепного и полуприцепного на базе гусеничного трактора

ТГН 0,83...0,85 ТСЦГ ,

б) полуприцепного и самоходного на базе колесного тягача

ТКН 0,70...0,73 ТСЦК .

Уравнение баланса сил для прицепного скрепера

23

В соответствии с условиями (17), (18) выбирается тягач массой (кг)

который обеспечивает это условие на низшей рабочей передаче. Если усилие на крюке тягача отличается от требуемого более чем на 10 %, то следует скорректировать расчет изменением величины q или условиями эксплуатации машины.

3.3 Выбор толкача

Если условия (17), (18) не удовлетворяются, то для полной загрузки ковша скрепера следует применять толкач, в качестве которого обычно используется гусеничный трактор. Сила тяги (кН) такого скреперного агрегата

где Т'g max - наибольшая допустимая сила тяги (кН) одноосного тягача при реакции грунта R' и коэффициенте сцепле-

ния cц на ведущих колесах;

Т'g max=R'k'т cц=k'тТксц;

Т''g max - то же для гусеничного толкача,

Т''g max = R''k''т ''cц = k''тТгсц;

Кинт = (0,70...0,75) - коэффициент интенсивности нарастания силы тяги гусеничного толкача; Кт = (Тg max/Тсц) - коэффициент корреляции, принимаемый для одноосного колесного тягача, равным Кт = (0,73...0,75) и для гусеничного тягача Кт=(0,83...0,85).

24

Сила тяги скреперного агрегата используется на преодоление суммарного сопротивления грунта копанию W0. Поскольку принимается Т=W0, то из уравнения (20) получим

По величине Т''н подбирается толкач. Самоходный скрепер и толкач при номинальной силе тяги должны иметь равные действительные скорости движения Vgс и Vg.

Vgc Vgт .

Если толкач выбран из числа существующих машин, то условие может быть обеспечено подбором необходимого общего передаточного числа трансмиссии одноосного тягача на первой рабочей передаче [5].

25

3.4 Мощность двигателя скрепера

Расход мощности (кВт) прицепным скрепером при копании и заполнении грунтом ковша

где Vp1= 2,5...3,5 км/ч - расчетная рабочая скорость на первой передаче.

Мощность, расходуемая двигателем самоходного скрепера при копании (кВт)

где KN - коэффициент использования мощности двигателя с учетом затрат на привод вспомогательных механизмов; KN =

0,80...0,85; т1 и тmax - к.п.д. трансмиссии на первой и высшей передаче; т = 0,85...0,88; Vmax - максимальная расчет-

ная скорость, км/ч; К - коэффициент обтекаемости скрепера, Нс2/м4; К = 0,6...0,7; F - площадь лобовой поверхности скрепера, м2; cц и f - коэффициенты сцепления и качения колес по грунту (Таблица 8).

По большему значению расходуемой мощности, найденной из выражений (24), (25) по каталогам подбирается подходящий двигатель (Приложение 2) или тягач (Приложение 3, 4).

26

3.5 Определение расчетных транспортных скоростей движения и максимального угла подъема, преодолеваемого груженым скрепером

Сопротивление движению скрепера (кН)

P g10 3[mc (sin п f cos п) mтяг(sin п f1 cos п)]. (26)

Определив по этой формуле тяговое усилие, необходимое для движения груженого Рг и порожнего Рп скреперов на горизонтальной поверхности, можно по известной мощности двигателя тягача (кВт) найти соответствующие скорости движения (км/ч)

где - к.п.д. трансмиссии, принимаем г= 0,80...0,82 и

п= 0,82...0,85.

Максимальный угол подъема (град), преодолеваемый груженым скрепером по тяговому усилию Т трактора [2]

где А=(mк+mг+mт)g; Б=(mк+mг)f + mтf1; mт – масса трактора-

тягача, кг; f1 - коэффициент сопротивления перемещению трактора-тягача.

Этот угол проверяется по условию сцепления движи-

Показателем тяговых качеств скрепера будет меньшее значение п из двух найденных по формулам (28), (29).

27

4 ПОСТРОЕНИЕ ГАБАРИТНОЙ СХЕМЫ СКРЕПЕРА

Проводится (Рисунок 4 и 5) с учетом следующих соотношений. База скрепера (мм)

где для прицепного скрепера: Кl1=1200, Кl2 = 2000, Кl3= 2, а для самоходного - Кl1 = 1100; Кl2= 2615 и Кl3=0.

Дорожный просвет под ножом ковша (м) можно найти из выражения [10]

Kл 0,37 022,5 q 3 .

Либо принимается в соответствие со стандартами (Приложение 1).

Схемы, выполненные по аналогии с рисунками 4, 5 служат основой для оформления чертежа общего вида скрепера и выполнения расчетов сил, действующих на отдельные механизмы машины. Размеры неуказанные на схемах (Рисунок 4 и 5) принимаются из конструктивных соображений.

Габаритные размеры и колея скрепера (мм) [10]

28

Если размер Всп(с) получился больше ширины ковша Вкп(с) на 500 мм и более, то следует принять Всп(с)=Вкп(с)+ 500

Рисунок 4 - Схема прицепного скрепера

Рисунок 5 - Схема самоходного скрепера

29

5 РАСЧЕТ ПРИВОДА ОСНОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ СКРЕПЕРА

К числу основных относятся механизмы подъема и опускания ковша, поворота передней заслонки, опрокидывания ковша при полупринудительной разгрузке и перемещения задней стенки в случае принудительной разгрузки.

Расчет заключается в определении основных параметров любого из этих механизмов.

5.1 Механизм подъема ковша

Может быть выполнен с непосредственным воздействием гидроцилиндра управления (Рисунок 6, а) и через рычажную систему (Рисунок 6, б, в).

5.1.1 Определение силы подъема ковша

Определение силы подъема ковша для любого из вышеозначенных механизмов осуществляется при следующих расчетных положениях и условиях: начало выглубления груженого ковша при движении скрепера по горизонтальной поверхности на установившемся режиме при = Р01/Р02

= 0,20 ... 0,25 (Рисунок 7).

30