dorozhnostroit

Коэффициент использования k машины по времени зависит от ряда факторов. Главными из них являются техническое состояние машины, (т.к. часть времени она простаивает в ремонте), организация работы на строительной площадке, погодные условия, квалификация и заинтересо-

Пример расчета

Исходные данные. Верхний почвенный слой толщиной 25 см необходимо срезать и складировать. Расстояние перемещения 20 м.

Используемое оборудование: гусеничный бульдозер с двигателем мощностью 77 кВ, отвалом шириной В = 3,51 м и высотой Н = 0,97 м,

160

форма профиля В с боковыми закрылками. Используемая скорость: 1 передача до 3,5 к м / ч , 3 передача 12,2 к м / ч .

Определение производительности.

Объем перемещаемого грунта перед отвалом.

7.4.Скреперы

Скрепером (рис. 7.9) называют землеройно-транспортную машину

срабочим органом в виде ковша, которая может производить послойное копание с набором грунта в ковш и грубым планированием разрабатываемой поверхности, транспортирование набранного грунта, его выгрузку

сразравниванием и частичным уплотнением ходовыми колесами и возврат в забой в исходное положение.

Скреперы используют на земляных работах различных видов строительства для разработки грунтов I—IV категории (III-IV категории чаще всего в разрыхленном состоянии). Часто, особенно при работе на прочных грунтах, загрузка скреперов производится погрузчиком или экскаватором.

Скреперы выполняют в виде прицепных и полуприцепных конструкций к гусеничным и колесным тракторам или в виде самоходных

машин. Прицепные скреперы могут иметь двухили одноосную конструкцию. У них масса скрепера и грунта передается на опорную поверхность почти целиком через колеса скрепера. У полуприцепных скреперов масса воспринимается колесами как скрепера, так и тягача. Целесообразная дальность транспортирования грунта зависит от подъездных путей и скоростных характеристик базовых тракторов. Обычно она не превышает 500 - 700 м для прицепных скреперов, 1000-2500 м для полуприцепных и 2500 м - для самоходных.

Самоходные скреперы выполняют на базе одноили двухосных колесных тягачей или в виде специализированных конструкций, например с дизель-электрическим приводом и мотор-колесами. Известны конструкции гусеничных самоходных скреперов, у которых ковш встроен между

•162

гусеницами, а передняя заслонка может использоваться как бульдозерный отвал. Такие скреперы применяют в тяжелых условиях на грунтах с низкой несущей способностью. На базе одно- и двухосных тягачей создают также двухмоторные скреперы, у которых на задней скреперной оси установлен второй двигатель и трансмиссия (для привода задних колес), управление ими осуществляется из кабины тягача. Такие скреперы применяют для работы в тяжелых грунтовых и эксплуатационных условиях, например, при длительных подъемах в груженом состоянии, больших уклонах, слабой несущей способности грунта и т. д. Скреперы с ковшом большого объема снабжают спереди гидроуправляемыми сцепными устройствами и толкающей плитой, обеспечивающими быстрое соединение двух скреперов для их поочередной загрузки и разъединение для раздельной доставки грунта к месту выгрузки. Известны, кроме того, большегрузные скреперные поезда с двумя-тремя ковшами и всеми ведущими колесами, которые обычно создают на базе двухмоторных скреперов.

При обычной системе загрузки грунтом скреперы всех видов (прицепные, полуприцепные, двухмоторные самоходные и с дизель-электричес- ким приводом и всеми ведущими колесами), кроме скреперов со сцепкой для спаренной работы и скреперных поездов, обеспечивают самозагрузку только в легких грунтовых условиях. В остальных случаях для эффективной работы при загрузке надо применять толкач в виде бульдозера с усиленным отвалом, специальный бульдозер-толкач с отвалом укороченной длины, снабженным амортизаторами, или трактор - толкач с толкающими плитами, оборудованными амортизаторами. Одномоторные скреперы с обычной загрузкой используют только с толкачами, которые обычно работают в комплекте из четырех-пяти скреперов. Скреперы с принудительной загрузкой, обычно элеваторной, обеспечивают самозагрузку, но не могут работать при наличии в грунте больших камней и каменных включений.

Для прицепных и полуприцепных скреперов к гусеничным тракторам максимальные транспортные скорости обычно не превышают 10-15 км/ч, полуприцепных - 30 - 40 км/ч, самоходных - 50 - 60 км/ч . Практически достигаемые транспортные скорости движения скреперов часто не превышают 20 - 25 км/ч, даже для самоходных скреперов с рессорной подвеской колес. Только при тщательной подготовке транспортных путей и наличии подвески колес получают скорости выше указанных.

Скреперы классифицируют по объему ковша, способам загрузки и разгрузки, типу управления и другим конструктивным признакам. При-

163

По способу загрузки разделяют скреперы с принудительной (транспортером - элеватором) и свободной (тяговым усилием) загрузкой.

По способу разгрузки разделяют скреперы со свободной разгрузкой вперед или назад, принудительной разгрузкой (обычно вперед) и полупринудительной вперед, назад или в середине, через щель. На скреперах с элеваторной загрузкой применяют принудительную разгрузку через сдвигаемое днище ковша путем выдвижения задней стенки. Наиболее распространена принудительная разгрузка, обеспечивающая возможность работы на влажных и липких грунтах.

Передние заслонки в скреперах гидравлически управляемые, с помощью которых можно регулировать зев между заслонкой и ножами. Для скреперов применяют гидравлическое управление.

Ножи на скреперах устанавливают по одной линии для проведения планировочных операций и с выступающей средней частью - для земляных работ, где такая установка обеспечивает лучшее заполнение, особенно в конце набора ковша.

Схема самоходного скрепера, представляющего собой комбинацию одноосного тягача с одноосным ковшовым прицепом, показана на рис. 7.9. Рабочим органом машины является ковш. Боковым стенкам и днищу ковша для усиления жесткости обычно придают коробчатую форму. Передняя балка обеспечивает жесткость всей конструкции, к ней присоединяют гидроцилиндры подъема и опускания ковша.

Ковши всех скреперов снабжают буферами - пространственными фермами коробчатого сечения, на которые воздействуют толкачи. К балкам фермы приваривают кронштейны для крепления оси задних колес. В буферах устанавливают направляющие балки, по которым на роликах передвигается задняя стенка. Ножи ковша изготавливают составными, что обеспечивает смену только одной части при затуплении и поломке. Режущую часть ножа наплавляют твердыми сплавами для повышения ее износостойкости. Для уменьшения сопротивления при разработке тяжелых грунтов ковши снабжают зубьями.

где WM - сопротивление перемещению груженого скрепера; WP - сопротивление резанию; WH - сопротивление наполнение;^ - сопротивление перемещению призмы волочения.

164

Сопротивление перемещению груженого скрепера определяется по формуле (7.28)

165

Сопротивление грунта резанию определяется по формуле:

Полное сопротивление наполнению Wh складывается из сопротивления силы тяжести поступающего в ковш грунта Wн и сопротивления

где b - ширина резания в м; h - толщина стружки в м; уг - плотность грунта в к г / м 3 ; Н - высота наполнения ковша в м.

Ориентировочные значения Н следующие:

результате давления боковых призм, располагающихся по обе стороны столба грунта при его перемещении в вертикальном направлении внут-

166

Значения х и угла внутреннего трения для различных грунтов при-

Сопротивление перемещению призмы волочения равно

грунтам; Н - высота наполнения, м; b - ширина резания, м; у - плотность грунта в кг/м3 ; (р2 = 0,3-0,5 - коэффициент трения грунта по грунту (суглинки, пески).

Производительность скрепера как машины периодического (циклического) действия равна отношению среднего объема грунта, разрабатываемого за один рабочий цикл, к средней длительности цикла.

Продолжительность рабочего цикла t слагается из времени копания tKon, движения с грунтом 1Йг, разгрузки t , движения с порожним

Интервалы времени tKon, tde, t , tdn вычисляют подлине соответствующих участков пути и скорости движения скрепера. Часть интервалов времени рабочего цикла принимают на основании опытных данных.

По мере увеличения объема перевозимого грунта удельная стоимость транспортирования уменьшается, поэтому затраты времени на набор в ковш дополнительного количества грунта могут быть оправданы при необходимости транспортировать его на большое расстояние. При перевозке грунта на небольшие расстояния (200-300 м) более экономичным может быть наполнение ковша всего на 80 - 90% номинальной вместимости.

167

Большое значение имеет вопрос взаимодействия скрепера с толкачом. Эффективность самозагружающихся скреперов снижается по мере удлинения пути транспортирования грунта, когда уменьшается влияние простоев из-за ожидания толкача. При больших расстояниях транспортирования целесообразно использовать самоходные скреперы, обладающие высокой маневренностью, способностью преодолевать крутые подъемы и двигаться с большой скоростью по дорогам с плохой проходимостью. Но для ускорения набора грунта в этом случае нужны и мощные толкачи (гусеничные тракторы с бульдозерным отвалом или специальной буферной плитой, колесные толкачи).

Толкачи должны иметь бесступенчатую трансмиссию для плавного подъезда к скреперу и предотвращения отрыва от него во время набора грунта.

На тяжелых грунтах и при больших расстояниях транспортирования грунта применяют два последовательно движущихся толкача.

7.5. Грейдеры и автогрейдеры

Грейдеры предназначены для выполнения профилировочных работ и отделки земляного дорожного полотна. Кроме того, их применяют для возведения невысоких насыпей из боковых резервов, устройства террас на косогорах, корыта в дорожном полотне, срезки и планировки откосов, выемок и насыпей, общей планировки участка, перемешивания гравия и щебня с вяжущими материалами при строительстве горной дороги. В зимнее время грейдеры используются для расчистки дорог для сгребания снега в отвалы перед погрузкой его в транспорт для снегозадержания на полях.

Так как грейдеры оснащают различным сменным дополнительным оборудованием (плужные снегоочистители, бульдозерный отвал, рыхлитель и т.д.), область их применения расширяется.

Грейдеры бывают прицепными (работающими в сцепе с гусеничными тракторами) и самоходными. Последние называются автогрейдерами.

Грейдеры классифицируют по массе и мощности, типу колесной схемы и трансмиссии, управлению рабочим органом.

Конструктивную компоновку автогрейдеров классифицируют по типу мостов с управляемыми и ведущими колесами и общему числу мостов. Наиболее распространенной является колесная схема (формула) 1 х 2 х 3, т. е. автогрейдер имеет одну ось управляемую, две ведущие с общим числом осей три.

Общее устройство автогрейдера показано на рис. 7.10. Двигатель, тяговая рама, поворотный круг с отвалом и кирковщиком, дополнитель-

168

ное рабочее оборудование, механизмы управления рабочими органами и рулевого управления, а также кабина расположены на основной раме. Основная рама опирается в одной точке на передний мост и в двух точках - на задний. Силовая передача от двигателя на ходовую часть автогрейдера осуществляется через соединительную муфту, коробку передач, задний мост и редуктор балансиров. Ходовая часть автогрейдера состоит из четырех приводных задних пневмоколес и двух приводных или неприводных управляемых передних колес. Задние колеса с каждой стороны машины попарно объединены балансирными балками. Такое соединение позволяет колесам не отрываться от опорной поверхности при наезде одного из колес на препятствия, т. е. машина опирается постоянно на все шесть колес независимо от рельефа местности. Для изменения направления движения передние колеса могут поворачиваться в плане с помощью рулевой трапеции. Для повышения устойчивости движения при работе с косоустановленным отвалом эти колеса могут отклоняться в боковом направлении.

Рабочий орган - отвал через кронштейны и поворотный круг закрепляют на тяговой раме. Последнюю располагают под хребтовой бал-

169