Вопрос 2. Назначение, область применения, устройство, рабочий процесс, производительность скреперов.

Скрепер – это ЗТМ с ковшом для послойной разработки грунта, его транспортирования и отсыпки в земляные сооружения.

Ими разрабатывают грунты I и II категории, а III и IV – после рыхления.

Не рекомендуется применять для разработки заболоченных, несвязных переувлажненных грунтов, с большими каменистыми включениями.

Дальность возки грунта: гусеничные тягочи 100-800м; колесные – 300-3000м.

Рабочий цикл – копание (заполнение ковша ( , удельный расход энергии 3,2-6 )), транспортировка грунта к месту укладки, его отсыпка и возврат на исходную позицию.

Главные параметры скрепера – вместимость ковша. От него различают:

1. скреперы малой вместимости (до 4 куб. м);

2. скреперы средней вместимости (5-12 куб. м);

3. скреперы большой вместимости (15 и более куб. м).

Скрепер состоит из тягача и рабочего оборудования. По способу соединения различают: 1. прицепные; 2. полуприцепные; 3. самоходные.

Первые колесные скреперы с конной тягой созданы в 70-е годы XVIIIв. 1970г. Т. Шмайзером. Создан скрепер (5,4 куб. м) с гидроуправляемым ковшом от колес трактора. Массовое применение в России в 20-е годы XX века на Туркестано-Сибирской дороге. После 50-х годов емкость ковша составляет 46 куб. м при мощности тягача 440 кВт.

Устройство и принцип работы скрепера. Тягач соединен с рабочим органом сцепляемым устройством в виде 2-х шарниров, что позволяет тягачу поворачиваться и перекашиваться относительно рабочего оборудования. Оно включает ковш (опирается задней частью на колеса, а передняя через тяговую раму опирается на тягач). Ковш ограничен днищем и боковыми стенками. Впереди он закрывается заслонкой гидроцилиндрами, сзади выдвижной стенкой, перемещаемой при разгрузке.

Наиболее энергоемкая операция копания грунта. Ковш наполняется грунтом = 6-15 куб.м на длине 9-15 метров при средней толщине стружки 0,09-0,16м (глины) и 0,02-0,35м (пески). Применяют клиновой, гребенчатый и клевковый способы. Предельная крутизна спусков для груженых скреперов – 20-25%, порожних – 25-30%. Меньше для самоходных, больше для прицепных.

Техническая производительность скреперов:

, (8)

где q – геометрическая емкость ковша;

Кн – коэффициент наполнения (пески – 0,6-0,9; глины – 1-1,1; супеси, суглинки – 1,1-1,2; черноземы – 1,1-1,25);

tц – продолжительность рабочего цикла;

Кр – коэффициент разрыхленности. грунта.

, (9)

где lк, lтг, lр, lтп – длина пути копания, передвижения груженого, разгрузки, передвижение порожнего;

Vк, Vтг, Vр, Vтп – скорости передвижения на этих путях;

tп – продолжительность одного поворота (средняя 12-15 сек);

n – число поворотов за рабочий цикл.

, (длина пути копания) (10)

, (длина пути разгрузки) (11)

где В – ширина ковша;

Сср – средняя толщина грунтовой стружки;

h – толщина слоя отсыпки грунта;

Длины lтг. lтп, n определяются в соответствие со схемой передвижения скрепера.

, (12)

где V – паспортная скорость тягача на первой передаче.

. (13)

Эксплуатационная производительность:

, (14)

где - коэффициент использования скрепера во времени ( =0,8-0,9 – при сменной, 0,5-0,65 – месячной, 0,4-0,5 – годовой производительности).