Методика расчета

Широко используются скреперы для устройства насыпей из боковых резервов, выемок с перемещением грунта в насыпь, возведения плотин, отрывки котлованов, производства вскрышных, мелиоративных и ирригационных работ, а также для уплотнения грунта, уложенного в насыпи.

1.Записать уравнение тягового баланса для рабочего режима скрепера при копании грунтов.

При движении скрепера сила тяги должна быть достаточной для преодоления возникающих сопротивлений.

W=W_т+W_рез+(W_н1+W_н2)+W_п ,

W_т - сопротивление перемещению груженого скрепера, кг.

W_т = (G_ск+G_гр)*(f+i), где

G_ск - масса скрепера, кг;

G_гр - масса грунта в ковше, кг;

f- коэффициент сопротивления передвижению, f=0.05-0.11;

i - уклон поверхности движения, i=0.01-0.03;

,

Q_k - вместимость ковша скрепера, м³;

Y - объемная масса грунта, кг/м³;

К_н - коэффициент наполнения ковша скрепера (К_н=0.8-1.2);

К_р- коэффициент разрыхления грунта, К_р=0.8-1.3

W_рез- сопротивление резанию грунта.

W_рез =K*B*h, [кг]

К - удельное сопротивление грунта,

К=5000-7000 - для грунтов 1 категории,

К=8000-10000- для грунтов 2 категории,

K=10000-12000 - для грунтов 3 категории,

В, h - параметры срезаемой стружки грунта, м.

Сопротивление наполнению ковша W_H скрепера определяется:

W_н=W_н1+W_н2 , где

W_н1- сопротивление силы тяжести поднимаемого столба грунта, поступающего в ковш.

W_нl =B*h*H*Y, [кг]

Н - высота наполнения ковша, м (таблица 4.1.);

Н₂- высота наполнения ковша, кг

W_н2=2*P*M₂=X*B*H*Y, [кг]

X - коэффициент из таблицы 4.2.

Таблица 4.1.Высота наполнения ковша в зависимости от его емкости

q	4,5	6-8	10-12	15	25
Н	1- 1,13	1,25 -1,5	1,8-2	2,3	2,5-3,5

Таблица 4.2.Параметр “Х” для разных типов грунтов

Грунт	X
Супесь и песок	0.46-0.50
Суглинок	0.37 - 0.44
Глина	0.24-0.31

Wn - сопротивление перемещению призмы волочения

W_n=y*B*H*H*Y*M₂, где

у - коэффициент призмы волочения перед заслонкой, у=0,5-0,7

М₂ - коэффициент трения грунта по грунту, М₂=0,3-0,8

Требуемая мощность двигателя тягача:

[л.с.] - для прицепных

G_m - масса тягача, кг;

f - коэффициент сопротивления качению тягача, f=0.05-0.11

V - скорость, км/ч

n - К.П.Д., n=0.75-0.85

, [л.с] - для самоходных.

Расчет производительности скрепера

, [м³/ч]

Т _ц - продолжительность цикла, ч;

К_в - коэффициент использования рабочего времени, К_в=0,85-0,9

Продолжительность цикла

1_нап -длина пути наполнения ковша скрепера;

, [м]

К_п - коэффициент потери грунта, Кп=1,2-1,5

l_mp - длина пути транспортировки, м;

l_раз -длина пути разгрузки, lраз=3-10 м;

V_p - скорость рабочего хода, м/с;

V_mp - скорость движения груженого скрепера, м/с;

V_nop - скорость движения порожнего скрепера, м/с;

t_п - время на переключение передачи, t=6 с;

t_пoв - время на 1 поворот, t пов= 15-20 с.

2.После выполнения расчетов необходимо провести исследования для выявления рациональных режимов применения скрепера в конкретных условиях строительства.

2.1. Исследовать влияние состояния грунта (плотности, объемной массы), глубины копания (толщина срезаемой стружки грунта) и дальности транспортирования грунта на производительность скрепера или группы скреперов (в условиях комплексно-механизированного производства работ) , задаваясь их числом.

Построить соответствующие графики и дать анализ, отметив область эффективного использования скрепера.

Исследовать возможность применения комплекса скреперных агрегатов для производства работ в кратчайшие сроки с учетом размеров строительной площадки, а также исследовать:

1. Влияние высоты наполнения ковша на производительность скрепера.

2. Влияние дальности транспортирования грунта на производительность скрепера.

3. Влияние состояния разрабатываемого грунта (Y, G, W) на величину возникающих сопротивлений и производительность (по заданию преподавателя). Выявить необходимость применения толкача.

2.2. Построить графики, проанализировать, отметив область эффективного использования скрепера. Подготовить заключение.