Лекция № 9 Скреперы План лекции:
Общие сведения
Особенности взаимодействия скреперного ковша с грунтом
Технологические особенности рабочего процесса. Производительность скреперов
Тенденции развития скреперов
9.1 Общие сведения
Скрепер – землеройно-транспортная машина для отделения от массива, захвата, транспортирования и послойной укладки грунта. Он представляет собой самоходную или буксируемую тележку с ковшом.
Рабочий орган скрепера – ковш, открытый спереди и сверху, – врезается в массив под действием тягового и напорного усилий. После заполнения грунтом ковш закрывается заслонкой и переводится в транспортное положение, а разгружается после перемещения к месту укладки грунта.
Основные составные части скрепера – рабочее оборудование (ковш с рабочими исполнительными механизмами), ходовое оборудование, привод (двигатель или двигатели, трансмиссия и система управления), сцепное и буферное устройство.
Скреперы различают по следующим признакам:
вместимости ковша – с малой (до 5 м3), средней (5…15 м3) и большой (более 15 м3);
способу передачи тягового усилия – прицепные, полуприцепные и самоходные;
способу загрузки ковша – со свободной или с принудительной;
способу разгрузки ковша – со свободной (самосвальной), принудительной и полупринудительной и щелевой;
трансмиссии – с гидравлической, канатной или электромеханической;
конструкции ходового оборудования – одноосные и двухосные;
приводу ходового оборудования (для самоходных скреперов) – одно- и многодвигательные, дизельные и дизель-электрические.
От способа передачи тягового усилия и конструкции ходового оборудования зависит маневренность скреперов и характер передачи на опорную поверхность силы тяжести машины и грунта в ковше.
Одноосные прицепные скреперы отличаются большей маневренностью, чем двухосные, но менее грузоподъемны. В связи с тенденцией увеличения вместимости ковшей скреперов можно предполагать постепенное вытеснение из практики земляных работ схем одноосных прицепных скреперов.
В одноосных прицепных скреперах через ведомые колеса передается преобладающая часть силы тяжести машины и грунта в ковше, в двухосных – вся сила; у полуприцепных и самоходных скреперов сила тяжести машины и грунта в ковше передается в основном на ведущие колеса и гусеницы, что способствует увеличению силы сцепления с дорогой.
Прицепные и полуприцепные скреперы просто и быстро отсоединяются от трактора или тягача, после чего последние можно использовать в сцепе с другими машинами.
В самоходных скреперах тягач после отсоединения от скрепера двигаться самостоятельно не может и применяется только как составная часть другого агрегата, например, самоходного землевоза или катка. При дизель-электрическом приводе для повышения тяговой мощности этих машин индивидуальные электродвигатели с редуктором встраиваются в ступицы колес. Из двух и более таких скреперов могут составляться скреперные поезда.
Грунт отделяется от массива и поступает в ковш со свободным заполнением за счет тягового усилия. Заполняется ковш в результате продвижения стружки сквозь грунт, уже накопившийся в нем.
В скреперах с принудительной загрузкой грунтовая стружка отделяется также за счет тягового усилия, но подается в ковш элеватором.
Время и степень заполнения ковша грунтом влияют на производительность скреперов, поэтому целесообразно в определенных условиях агрегатировать скреперы с машинами-толкачами.
Разновидности скреперных ковшей по способу разгрузки характеризуются следующим.
Для машин малой мощности характерна свободная разгрузка, хотя определенным недостатком ее является неполное опорожнение ковша, особенно при разработке липких грунтов. Принудительная и полупринудительная разгрузка, обеспечивающая наилучшее опорожнение ковша, применяется главным образом в машинах средней и большой вместимости. Эффективна и щелевая разгрузка, во время которой днище ковша наклоняется на значительный угол. В скреперах с элеваторной загрузкой обычно применяется донная выгрузка грунта.
Скреперы относятся к машинам циклического действия. Их рабочий процесс состоит из операций отделения от массива, захвата, транспортирования к месту выгрузки и укладки грунта, самой выгрузки и укладки и возвращения в забой для очередного отделения от массива и захвата грунта.
Управляет скрепером водитель с помощью механизмов системы управления. Если дальность транспортирования грунта меньше 300 м, почти во всех случаях целесообразнее применять прицепные скреперы, так как самоходные и полуприцепные не используют при этом свое основное преимущество – более высокую скорость передвижения.
При дальности перемещения грунта меньше 100 м скреперы, как правило, менее рентабельны, чем бульдозеры. При дальности перемещения более 5 км земляные работы выгоднее выполнять одноковшовыми экскаваторами с перевозкой грунта самосвалами или землевозами.
Скреперы приспособлены для разработки преимущественно однородных песчано-глинистых грунтов малой и средней крепости. При большей крепости грунта и необходимости скреперной разработки грунтов с включениями их следует предварительно рыхлить. Увеличение вместимости и мощности скреперов, применение элеваторной загрузки, а также специальных конструкций режущей части способствует повышению границы крепости грунтов, разрабатываемых скреперами.