2.3. Порядок проведения работы

При выполнении работы используется бульдозер Т-130 и модель отвала бульдозера на «грунтовом канале» (лабораторная установка), а также плакаты и кинофильм.

2.3.1. Используя бульдозер Т-130, лабораторную установку, лабораторный практикум, плакаты и кинофильм, изучить общее устройство и назначение бульдозеров.

2.3.2. С помощью рулетки измерить высоту и ширину отвала бульдозера.

По технической характеристике (табл. П.1) найти средние действительные скорости при операциях рабочего цикла бульдозера.

2.3.3. Определить основные параметры и производительность бульдозера, используя выражения (2.1), (2.2) и (2.3).

Техническая производительность бульдозера:

, м³/ч, (2.1)

где V_П – объём призмы грунта перед отвалом, м³; Т_Ц – время цикла, с.

Объём призмы грунта перед отвалом находится по формуле

, м³, (2.2)

где В₀ – длина отвала бульдозера, м; Н – высота отвала бульдозера, м; е – коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировании (для несвязных грунтов е = 0,06…0,07, для связных е = 0,025…0,032 на каждые 10 м перемещения); k_Р – коэффициент разрыхления грунта при копании, k_Р = 1,08…1,32; α – угол естественного откоса, α = 30…40°.

Время рабочего цикла находится по формуле

, с, (2.3)

где l₁ – длина пути зарезания грунта, l₁ = 3В₀, км; l₂ – длина перемещения грунта, в расчётах принимаем l₂ = 0,02…0,04 км; l₃ –длина холостого хода, l₃ = l₁ + l₂, км; V_Д1 ,V_Д2 ,V_Д3 – средняя скорость движения бульдозера соответственно при копании, перемещении грунта и холостом ходе, км/ч; t_Р – время на разворот, t_Р = 10…12 с; t_П – время для переключения передач, t_П = 4…6 с; t_Q – время на подъём-опускание отвала, t_О = 2…4 с.

В тяговом режиме при копании грунта из-за буксования движителя скорость движения бульдозера V_Д1 на 20…30 % ниже рабочей скорости.

2.4. Форма отчёта

2.4.1. Цель работы.

2.4.2. Описание назначения, устройства и классификации бульдозеров.

2.4.3. Определение основных параметров и производительности по формулам (2.1), (2.2) и (2.3).

2.4.4. Формулирование кратких выводов по лабораторной работе.

Контрольные вопросы и задания

1. Поясните назначение и конструкцию бульдозера.

2. Поясните технологию производства работ бульдозерами.

3. Дайте классификацию бульдозеров.

4. Чем отличаются бульдозеры с поворотным и неповоротным отвалом?

5. Из скольких операций состоит рабочий цикл бульдозера?

6. Какие факторы влияют на величину призмы волочения?

7. Как определить техническую производительность бульдозера?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИЗУЧЕНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ СКРЕПЕРОВ

3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы заключается в изучении студентами рабочего процесса, конструкции и определении производительности скреперов.

3.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Скрепер (рис. 3.1) является землеройно-транспортной машиной цикличного действия, выполняющей в процессе её движения реза­ние грунта, заполнение ковша, транспортирование и вы­грузки грунта с разравниванием и частичным уплотнением.

Рис. 3.1. Самоходный скрепер

Скреперы широко применяют в дорож­ном строительстве для возведения насыпей и разработки выемок; в гидротехническом строительстве для рытья котлованов и соору­жения дамб и плотин; в промышленном и гражданском строитель­стве для разработки котлованов, траншей и площадок; на вскрыш­ных работах для срезки и рекультивации верхнего слоя грунта при добыче полезных ископаемых, а также на различных вспо­могательных работах.

Скреперы используют чаще всего при разработке грунтов ка­тегорий I и II. При предварительном рыхлении они могут раз­рабатывать и грунты категорий III и IV. Для заполнения ковша и увеличения производительности скреперы работают вместе с толкачом.

Скреперы (см. рис. 3.1) представляют собой комбинацию тягача 1 с тележкой 2, оснащенной ковшом 3, имеющим форму ящика, открытого спереди и сверху. Резание грунта осуществляется ножом 5, закрепленным на передней части днища. Толщина стружки изменяется в пределах 0,12…0,5 м в зависимости от размеров скрепера. Передняя часть ковша имеет шарнирно прикрепленную заслонку 6.

Скреперы классифицируют по следующим признакам:

- вместимости ковша – с малой (до 5 м³), средней (5…12 м³) и боль­шой (15 м³, 25 м³, 40 м³);

- способу передвижения – прицепные, полуприцепные и самоходные;

- способу загрузки ковша – заполнение ковша грунтом происходит под давлением срезаемой стружки или с рабочими органами активного действия;

- способу разгрузки ковша – со свободной, полупринудительной, прину­дительной, щелевой и донной;

- трансмиссии – с механической и гидромеханической;

- системе управления рабочим органом – с гидравлической и канатно-блочной системой.

На рис. 3.2 представлен общий вид скрепера с принудительной загрузкой.

Рис. 3.2. Общий вид скрепера с принудительной загрузкой

На рис. 3.3 представлены компоновочные схемы скреперов.

12 13 14 15

г

Рис. 3.3. Компоновочные схемы скреперов:

а – прицепных: 1 – двухосный с гусеничным тягачом; 2 – одноосный с гусеничным тягачом; 3 – двухосный с колесным тягачом; 4 – двухосный с двухосным тягачом; б – полуприцепных: 5 – с гусеничным тягачом; 6 – с колесным тягачом; 7 – с двух­осным тягачом; в – самоходных; 8 – с одноосным тягачом; 9 – двухдвигательный с одно­осным тягачом; 10 – дизель-электрический четырехколесный; 11 – то же, трехколесный; г – условные обозначения: 12 – ведущая гусеница; 13 – ведомое колесо; 14 – ведущее колесо; 15 – мотор-колесо

На рис. 3.4 представлена схема заполнения и выгрузки ковша скрепера с принудительной загрузкой.

При принудительной загрузке (рис. 3.4) скреперы, как правило, работают самостоятельно. В этом случае они могут разрабатывать не только сыпучие малосвязные и хорошо разрыхленные грунты, но и связные влажные и липкие. Однако, как показала практика эксплуатации, эти скреперы не пригодны для разработки грунтов с каменистыми включениями.

Рис. 3.4. Схема скрепера с принудительной (элеваторной) загрузкой:

а – в процессе копания; б – при выгрузке грунта

Перемещаясь на участке ведения земля­ных работ по определенному пути (рис. 3.5), скрепер совершает последова­тельно несколько операций, которые составляют его рабочий цикл.

Рабочий цикл скрепера состоит из операций отделения стружки грунта от массива (рис. 3.6, а), постепенного заполнения ковша, перевода ковша в транспортное положение, перемещения грунта к месту выгрузки (рис. 3.6, б), выгрузки его в сооружение или отвал (рис. 3.6, в) и возвращения машины в исходное для копания положение. Для резания грунта оператор в процессе перемещения машины на малой скорости открывает заслонку и опускает переднюю часть ковша до необходимого заглубления ножа. Толщина срезанного слоя грунта при копании составляет 0,12…0,53 м в зависимости от мощности двигателя и конструкции рабочего органа.

Рис. 3.5. Схемы движения скреперов при производстве земляных работ:

а – по «эллипсу»; б – восьмеркой; в – зигзагом; 1 – наполнение ковша; 2 – выгрузка грунта

По мере наполнения ковша грунтом растет сопротивление дви­жению машины. Для того чтобы полное сопротивление движению оставалось примерно постоянным, оператор по мере заполнения ковша снижает толщину стружки. Для ускорения заполнения ковша грунтом и повышения производительности машины в не­которых случаях применяют копание под уклон, работу скреперов в сцепке или с использованием толкачей (рис. 3.6, а). В ка­честве толкачей применяют бульдозеры с коротким усиленным отвалом или специальные толкачи, оснащенные отвалом или при малой ширине с амортизаторами.

Рис. 3.6. Операции рабочего цикла скрепера

При копании процесс заполнения ковша грунтом может быть разделен на две стадии (рис. 3.7). На первой стадии при разработке связного грунта срезанная ножом стружка идет по днищу до упора в заднюю стенку. После этого она ломается в зоне ножа и, постепенно наслаиваясь, накапливается в ковше и перед заслонкой в виде трёхгранных призм (рис. 3.7, а). На второй стадии стружка заполняет переднюю часть ковша между заслонкой и призмой. Внутри ковша она первоначально скользит по ножу и откосу призмы, а затем перемещается в сторону заслонки, образуя валик (рис. 3.7, б). С этого момента стружке приходится проталкиваться в ковш между валиком и призмой, а достигнув поверхности отсыпанного грунта, имеющего вид пологого конуса, образует шапку грунта.

Рис. 3.7. Схемы заполнения ковша грунтом

Эта картина заполнения ковша грунтом не однозначна. Она зависит от вида и состояния грунта. При сыпучих грунтах стружка разрушается сразу же после отделения от массива. Накаплива­ющийся возле ножа грунт не проталкивается вверх, раздвигая отсыпанный ранее грунт, а приподнимает его, оставаясь в ниж­ней части ковша.