Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование самоходных скреперов. Учебное пособие
.pdf
быть техническое решение, обеспечивающее взаимное поперечное
качание двух секций, которое осуществляется вокруг
горизонтальной оси 4 седельно-сцепного устройства.
Рассмотрим компоновку одноосного тягача, которая
является универсальной базой для агрегатирования всех
разновидностей самоходных двухосных скреперов.
Нынешние одноосные тягачи имеют две основные схемы
компоновки, связанные с конструкцией подвески ведущего моста.
При «жесткой» подвеске балка 1 (рис. 1.4) ведущего моста может
быть элементом рамы 4 в виде сварного отсека — картером для
размещения главной передачи 2 и колесных редукторов с фланцем
для крепления коробки передач 3. Подобная компоновка применена в тягачах фирм Катерпиллер (США), Фиат-Аллис (Италия)
и др. Несомненным достоинством ее служит уникальная
малогабаритность, низкое расположение центра тяжести,
достаточный клиренс, обусловливающий устойчивость машины.
Компоновка тягачей с «эластичной» подвеской 2 (рис. 1.5) ведущего моста характеризуется тем, что у всех агрегатов трансмиссии
существуют индивидуальные картеры и автономно установленные
на раме 1. Такая компоновка тягачей используется у большинства
моделей скреперов мирового парка. Кабина 6 или рабочее место
одноосных тягачей, обычно, находится слева над колесом.
Рис. 1.4. Схема
примерной компоновки
одноосного тягача с
«жесткой» подвеской
ведущего моста
Во время копания
машинист, наблюдая
за заполнением
ковша, сидит
вполоборота и
11
смотрит через правое плечо назад.
На некоторых тягачах для более удобного положения машиниста имеется установочный поворот сиденья на угол до 10° вправо
от продольной оси машины совместно с разворотом педалей и
рычагов управления. Седельно-сцепное устройство 5 размещено
над ведущим мостом 3 как можно ниже для минимизации рычага
испытываемых нагрузок и снижения центра тяжести скрепера.
Вертикальная ось седельно-сцепного устройства смещена
назад от оси моста на 200 ... 500 мм в зависимости от размеров
и продольного положения центра тяжести тягача.
Угол поворота тягача в плане должен составлять 85 ...
90°, а угол поперечного качения — не менее 12 ... 15° в
каждую сторону.
На кронштейне седельно-сцепного устройства размещен
механизм 4 поворота тягача относительно полуприцепа. При
этом гидроцилиндры поворота могут быть закреплены
непосредственно на кронштейне в нижней его части или на
хоботе тяговой рамы (см. рис. 1.4). Во втором случае
упрощаются условия компоновки узлов и агрегатов около
седельно-сцепного устройства.
Рис.1.5. Схема примерной компоновки одноосного тягача с
эластичной подвеской ведущего моста
12
Колея колес одноосного тягача определяется компоновкой
агрегатов и узлов на раме. Расстояния между колесом и
неподвижными частями обычно не превышают 80 ... 100 мм.
Хобот 2 (рис. 1.6) тяговой рамы, соединяющей тягач с
ковшом, выполняют в виде консольного бруса прямоугольного
сечения с учетом обеспечения боковых наклонов тягача при
повороте его в плане относительно полуприцепа. Кривизна
хобота обусловлена размерами колеса с крылом 1 для случая
поворота на 90° с наклоном . Положение поперечной трубы
3 тяговой рамы зависит от полноты контроля за ножам и в
нач ал ьн ый мо мент коп ан ия и за наполнением ковша
грунтом в завершающей стадии набора (см. рис. 7.1, б).
Рис. 1.6. Схема изгиба
хобота тяговой рамы:
I - расположение колеса при
боковом крене тягача в повороте на
90° относительно полуприцепа;
II — вариант с изменением
хода подвески
При использовании
толкача в процессе
движения возможен контакт
отвала толкача с шинами и
их повреждение. Для предотвращения этого, а также
соскальзывания отвала по буферной плите буфер 8 (рис. 1.3)
обычно отдален от кромки колеса не менее чем на 800 ... 1000
мм и используются соответствующие упоры.
1.2. Основные параметры скреперов
Самоходный скрепер обладает определенными
параметрами, обеспечивающими контроль производственных
показателей, технико-экономическую эффективность и
13
технический уровень совершенства функционирования
скрепера. Здесь используются разнообразные параметры,
обеспечивающие специализацию машины (объем ковша,
мощность, основные размеры и т. д.), надежность (время
безотказной работы, ресурс до капитального ремонта,
трудоемкость, технических обслуживании и т. д.), соответствие
эргономическим требованиям (уровень шума в кабине, вибрации
и т. д.) и требованиям безопасности и т. п.
Рассмотрим основные параметры самоходного скрепера,
входящие в группу показателей назначения. Это объем
ковша, грузоподъемность, мощность, скоростные
характеристики, масса и геометрических размеры — ширина
резания, заглубление ножей, толщина слоя отсыпки грунта,
габаритные и другие размеры (рис. 1.3).
Вместимость (емкость) ковша является
классификационным параметром, определяющим типоразмер
скрепера. Различают геометрическую емкость Vг, емкость
«шапки» Vш и номинальную Vн емкость, представляющую собой
сумму этих емкостей.
Рис. 1.7. Емкость ковша скрепера с тяговой загрузкой
14
Для машин с тяговой загрузкой (рис. 1.7)
),2(
6
))(()(
6
2
2
1
111111
bB
с
bddcdbBcdB
с
V
pppш
011 dcd
011 dcd
0
111
bdcd
геометрическая емкость ковша 1 ограничивается днищем,
заслонкой, боковыми и задней стенками. Ограничением
сверху является плоскость, проходящая через среднюю линию
3, проведенную так, что площадь боковой стенки выше
данной линии (площадь II) равна площадям I + III,
расположенным над ковшом, ниже данной линии (в
пределах очертания «шапки»). Вместимость «шапки» 2
рассчитывается через объем, ограниченный плоскостью,
проходящей через среднюю линию, и плоскостями с уклоном 1:1
(45°), проведенными вверх и к середине ковша. Угол 45° принят
условно для применения типового расчета и анализа
вместимости «шапки», отмеченной в показателях большинства
скреперов.
Вместимость «шапки» (м
где В
— ширина резания ковша (см. рис. 1.3); толщиной
р
3
)
боковых стенок и подрезных ножей пренебрегаем; c1 — высота
выступающей над средней линией части задней стенки,
принятой для расчета вертикальной; при Вр > ,
при В
< , при Вр = .
р
В технических характеристиках, как правило, задают гео-
метрическую и номинальную вместимость скреперов с тяговой
загрузкой.
Для скреперов с элеваторной загрузкой емкость ковша
определяется в соответствии с рис. 1.8. Здесь геометрическая
емкость 1 ограничивается днищем, боковыми и задней стенками,
плоскостью b — b внутренней траектории скребков элеватора
и плоскостью, проходящей по средней линии 3.
15
Рис. 1.8. Вместимость ковша скрепера с элеваторной загрузкой
На размер объема «шапки» 2 влияют: плоскости по средней
линии 3 и b — b; плоскость а—а, проведенная через верхнюю
точку задней стенки II касающаяся наружных кромок
скребков элеватора; плоскости с уклоном 1:1 (45°),
направленные вверх и к середине ковша от средних линий 3.
Уклон плоскости а—а не должен быть менее 3:1 (18,4°),
если же он фактически меньше, то плоскость а—а проводится под
уклон 3:1 касательно наружных кромок скребков до
пересечения с плоскостью задней стенки.
Для скреперов с элеваторной загрузкой в технических
характеристиках, как правило, задают только номинальную
вместимость ковша.
Грузоподъемность mг также часто рассматривают в
качестве классификационного параметра. Она характеризует
номинальный груз , допустимый для транспортирования
исходя из расчетных нагрузок на металлоконструкцию и шины,
а также тяговых возможностей скрепера.
Эксплуатационная мощность Nеэ - эффективная
мощность дизеля на маховике со всем обслуживающим его
оборудованием воздушные фильтры, глушитель,
16
трубопроводы, коллектор, топливный насос, топливные
фильтры, вентилятор, водяной насос, радиатор,
турбокомпрессор, охладитель, генератор и др.) при той
подаче топлива, при номинальной угловой скорости, при
стандартном барометрическом давлении, температуре и
влажности охлаждающего воздуха, температуре и плотности
топлива.
Номинальная мощность Neн — эффективная мощность
дизельного двигателя без обслуживающего его оборудования.
Максимальная транспортная скорость v —
максимальная скорость, которая может быть получена на
твердой горизонтальной поверхности при движении скрепера с
порожним ковшом на высшей передаче.
Массу скрепера делят на конструктивную,
эксплуатационную и отгрузочную.
Конструктивная масса т
— масса скрепера без ЗИП,
н
транспортных устройств для предотвращения опускания
ковша и без заправки топливом, смазочной, охлаждающей
жидкостью и смазочным материалом, рабочей жидкостью
гидросистемы.
Эксплуатационная масса т
— масса скрепера с пустым
0
ковшом, с рабочим оборудованием, указанным
изготовителем, с полной заправкой бака, гидравлической и
смазочной системами и системой охлаждения, а также с учетом
веса машиниста (75 кг).
Отгрузочная масса — масса скрепера без машиниста, с
порожним ковшом, с полностью заправленными гидравлической
и смазочной системами и системой охлаждения, с 10%-ной
заправкой топливного бака.
Ширина Вр резания (см. рис. 1.3) характеризует
ширину захвата ковша и определяется расстоянием между
наружными плоскостями подрезных ножей.
Заглубление hр (см. рис. 1.3) характеризует возможность
начального зарезания ножей в грунт и определяется как
вертикальное расстояние между опорной поверхностью
17
передних и задних колес скрепера и кромкой ножей
максимально опущенного ковша. Заглубление является чисто
кинематическим (конструктивным) параметром в отличие от
глубины резания, которая обусловлена тяговыми
возможностями скрепера и может различаться в зависимости от
конкретных грунтовых и других условий.
Толщина h
слоя отсыпки (см. рис. 1.3) определяется
o
максимальным дорожным просветом (зазором) между кромкой
ножей поднятого ковша и опорной поверхностью колес
скрепера. Обычно этот просвет является наименьшим из
других имеющихся на скрепере — под ведущим мостом,
коробкой передач, поперечной связью ковша и буферной рамы.
18
2. Технико-эксплуатационные характеристики
самоходных скреперов
2.1. Условия эксплуатации самоходных скреперов
Самоходные скреперы выполняют весьма разнообразные
работы, связанные Перемещение грунтовых масс. Сюда
относятся возведение насыпей и разработка выемок в дорожном
и гидротехническом строительстве, разравнивание и
планировка грунтовой поверхности в мелиорации, вскрышные
работы и открытые разработки пород в горнодобывающей
промышленности и т. п.
Особенности прпименения и нагруженность самоходных
скреперов обусловлены множеством факторов, основные из
которых: грунтовые условия; особенности технологического
цикла и организации скреперных работ; погодные условия.
Грунтовые условия. От физико-механических свойств
разрабатываемых грунтов зависят сопротивление грунта
копанию, тягово-сцепные качества самоходных скреперов.
Грунт представляет собой сложное соединение из
минеральных частиц и органических примесей, образованное из
горных пород, разрушенных под действием солнца, воздуха,
воды и микроорганизмов. По составу грунты делятся на
песчаные, пылеватые, суглинистые, глинистые, лессовые,
торфяные и скальные. Свойства грунтов главным образом
зависят от размеров и количественного соотношения
содержащихся в них песчаных, пылеватых и глинистых
частиц, а также воды.
Рассмотрим некоторые свойства и. характеристики
грунтов, учитываемые при осуществлении исследований
грунтов и анализе деятельности самоходных скреперов:
трудоемкость разработки, плотность, разрыхляемость, угол
естественного откоса, коэффициенты трения грунта по
грунту и по стали, влажность.
19
Классификация грунтов зависит от трудоемкости
разработки грунты и бывают I ... IV категорий, которые
определяют с помощью ударника ДорНИИ. Характерным
показателем трудоемкости разработки грунта является
коэффициент удельного сопротивления резания К.
Плотность грунта — это отношение массы грунта m при
естественной влажности к его объему V.
Разрыхляемость — это свойство грунта увеличивать
объем при разработке с сохранением его массы. Поэтому
различают плотность грунта в «плотном» теле г = m/V и
разрыхленного p = г/kp (кг/м3), где kp — коэффициент
разрыхления грунта, представляющий собой отношение объема
разрыхленного грунта к объему в плотном теле (см. табл. 2.2).
От плотности и разрыхляемости грунта зависят действующая на
скрепер нагрузка и заполняемость ковша грунтом.
Угол естественного откоса — угол конуса, на который
насыпается грунт в насыпи. Зависит он от вида и влажности
грунта. Меньшие значения углов соответствуют более влажным
грунтам. Угол естественного откоса обусловливает
расположение грунта и ковше и призме волочения.
Коэффициенты трения грунта по грунту и по стал и
существенно влияют на взаимодействие рабочих органов
скрепера грунтом и на сопротивление копанию.
Влажность является одним из основных факторов,
влияющих на свойства грунтов. Влажность определяется
количеством воды, держащейся в порах грунта. С увеличением
влажности связных унтов снижается коэффициент трения,
сцепление, уменьшается угол естественного откоса.
В табл. 2.1 отмечены примерные показатели и характе-
ристика грунтов, которые могут быть использованы для расчетов.
Статистические данные о вероятности появления грунтов на территории России показывают, что доминирующими грунтами по
стране являются песчаные и супесчаные (21,5%), а также глинистые и суглинистые (41,1%).
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]