Скрепер

Скрепер состоит из следующих основных частей: ходового обору­дования (одноосного или двухосного), рабочего оборудования (ковша), механизмов управления ковшом и заслонкой. Приводят в движение скреперы одноосным или двухосным тягачом или собственными дви­гателями . Скреперы подразделяют на прицепные, полуприцепные и самоход­ные.

В соответствии с этим у прицепных и полуприцепных скреперов кроме перечисленных выше основных узлов имеется сцепное устрой­ство, а у самоходных — и силовое оборудование.

Главным параметром скрепера является геометрическая емкость ковша q, м³; основными — грузоподъемность, ширина резания, глубина заглубления и удельная металлоемкость.

Скрепер:

1. Двухосный прицепной к гусеничному тягачу

б), в) полуприцепные к одноосному и двухосному тягачу

г) самоходный

1. тягач

2. ковш

3. буферное устройство

4. заслонка

По емкости ковша скреперы условно подразделяют на скреперы малой емкости с объемом ковша до 4 м³, средней — 5÷12 м³, большой — 8÷15м³. В последние годы начали применять скреперы с емкостью ковша до 60 м³.

Грузоподъемность скрепера определяют по емкости ковша с «шап­кой» q_m при объемной массе разрыхленного грунта 1,5 т/м³. Ширина резания В для скреперов емкостью 4÷25 м³ колеблется в пределах от 2200 до 2800 мм.

Максимальная глубина заглубления С для этих же скреперов со­ставляет 250÷400 мм, удельная металлоемкость 1-й 1,2 т/м³. Чем боль­ше емкость ковша, тем меньше металлоемкость скрепера.

На рис. 8.14 показана схема самоходного двухмоторного скрепера.

Работает скрепер следующим образом. Подъехав к месту набора грунта, скреперист переключает тягач на первую передачу и одно­временно опускает ковш, приподнимая заслонку. Ковш врезается в грунт под действием собственного веса, усилий гидроцилиндра (при гидравлическом управлении) и силы тяги трактора (прицепной скре-пер) или силы тяги одного-трех толкачей (самоходный). Во время заполнения скреперист следит за наполнением ковша, регулируя толщину стружки в зависимости от загрузки двигателя. Обычно ковш быстро заглубляется на максимальную глубину, а затем постепенно поднимается, чтобы поддержать силу тяги на более или менее постоян­ном наиболее эффективном уровне.

Самоходный двухмоторный скрепер:

1. тягач

2. ковш

3. двигатель

Путь заполнения в зависимости от емкости скрепера и крепости грунта при обеспечении

необходимого тягового усилия колеблется в пределах от 8 до 35 м. Когда грунт перестает поступать в ковш вследствие того, что уменьшенная толщина стружки уже не в состоянии пробить массу грунта в ковше, скреперист начинает подъем ковша, закрывая заслонку, переводит управление на второй или третий диапазон скорости и направляется к месту разгрузки. У большинства скреперов разгрузка производится на ходу вперед. В зависимости от емкости скрепера толщина разгружаемого

слоя составляет 0,20÷0,60 м. Она регулируется опусканием или подъе­мом заслонки. Путь разгрузки достигает 15÷40 м.

Процесс работы скрепера происходит непрерывно. Только скреперы с задней разгрузкой останавливаются для разгрузки, если она произво­дится под откос с насыпи.

При больших объемах работ скреперы работают группами по 10-30 машин, которые движутся по замкнутой линии, имеющей обычно в плане вид прямоугольника с закругленными углами.

Нижний предел целесообразной дальности возки для колесных тягачей составляет 150÷200 м. Так как на коротких расстояниях они не могут полностью использовать свою скорость, их следует исполь­зовать на работах небольшого объема при наличии прицепных скре­перов и двухосных тягачей, не занятых на других работах.

Полуприцепные (самоходные) скреперы изготовляют емкостью б÷45 м³. При емкости б÷10м³ их чаще применяют с одноосными тягачами мощностью 150—270 кВт и используют для работ небольших объемов, при расстояниях возки 150÷2500 м в условиях, требующих высокой маневренности (например, засыпка пазух шлюзов, небольших котлованов, отсыпка с головы невысоких насыпей и в сложных рельеф­ных условиях).

При емкости 12÷45 м³ при хороших дорогах полуприцепные скре­перы применяют с одноосными колесными тягачами мощностью ЗОО÷1600 кВт. Реже, при дальности возки более 2,0 км, они исполь­зуются с двухосными тягачами такой же мощности.

М аксимальный подъем, преодолеваемый груженым полуприцепным скрепером на первой передаче колесного тягача, составляет 30-35%. Наиболее маневренными и быстроходными землеройно-транспортными машинами являются полуприцепные скреперы с одноосными тягачами. Однако их недостатком является то, что на ведущую ось тягача пере­дается только 52÷55% веса груженой машины. Это значительно сни­жает их тяговые возможности и заставляет обычно прибегать при запол­нении их к помощи 2-3 толкачей, которыми могут служить либо двухосные тягачи, либо гусеничные тракторы со специальным буфером, снабженным демпферным устройством или в крайнем случае обычным отвалом бульдозера, упирающимся в буферное устройство скрепера. Еще меньше используется тяговое усилие у двухосных колесных тягачей. У них на ведущую ось передается 37—38% веса груженой машины.

Заполнение ковша за счет тягового усилия зависит от физико-механических свойств грунта. В правильно сконструированном ковше заполнение его грунтом может быть разделено на три фазы.

Во всех грунтах в начальный период заполнения (I фаза, заслонка поднята на 0,5—0,7 м в зависимости от емкости ковша) ковш быстро заглубляется, а грунт движется к задней

стенке ковша. После того как грунт дойдет до нее и начнет заполнять ковш, заслонка опускается почти до поверхности грунта, поступающего в ковш. В это время ковш заглубился на максимальную глубину и скреперист начинает мед­ленно уменьшать толщину стружки, стараясь сохранить режим на пределе, за которым движение скрепера замедляется. В связных грун­тах тем временем угол а достигает 70—75°, и грунт начи­нает перемещаться вперед, заполняя заслонку и переднюю часть ковша (II фаза). После заполнения части заслонки грунт начинает проби­ваться наверх (III фаза). Происходит как бы кипение, вспучивание грунта, заполняющего ковш. Призма волочения перед заслонкой в связных грунтах или почти вовсе отсутствует или очень невелика. Постепенно подъем грунта замедляется, а затем и вовсе прекра­щается. Это происходит потому, что уменьшившаяся толщина стружки уже не обладает силой, необходимой для преодоления возрастающей силы трения о грунт, заполнивший ковш. В этот момент скреперист

н ачинает быстрый подъем ковша с одновременным закрытием за­слонки и переводит скорость на транспортный режим.

При малосвязных сыпучих грун­тах процесс происхо­дит почти так же, как в предыду­щем случае, но угол а имеет зна­чительно меньшую величину, по­рядка 35—40°. Вследствие мень­шего удельного сопротивления ко­панию в этих грунтах толщина стружки может быть значительно больше, иначе сила, проталкиваю­щая грунт в ковш, будет недоста­точна, весь грунт уйдет в призму волочения и валики по бокам ков­ша. Призма волочения перед за­слонкой значительно больше, чем в связных грунтах.

Для уменьшения сил сопротив­ления загрузке заполнение ковша грунтом в некоторых конструкциях осуществляется элеваторным ус­тройством).

Чтобы во время выглубления ковша стружка возможно дольше сохраняла толщину, необходимую для проталкивания грунта в ковш, и быстрее увеличивалась при заглублении, нож делают ступенчатым с выступающей вперед средней частью.

Помимо прямой (редко применяемой) и ступенчатой формы ножи бывают полукруглой формы).

Кроме основного ножа устанавливают съемные ножи, которые кре­пят к нижней части боковых стенок ковша. Они способствуют лучшему наполнению ковша в малосвязных грунтах.

Разгрузка ковша осуществляется тремя способами: свободным, полупринудительным и принудительным. При свободном способе разгрузки грунт может выгружаться вперед или назад. Для этого ковш поворачивается вокруг точки, лежащей вблизи центра тяжести ковша с грунтом. Этот способ пригоден для работы в сыпучих грунтах. Он обеспечивает достаточно точную регу­лировку толщины разгружаемого слоя. Таким способом можно осу­ществлять разгрузку под откос (при одноосном выполнении скрепера). Ковши со свободной разгрузкой применяются у скреперов очень малой емкости для вспомогательных работ.

При полупринудительном способе грунт выгружается поворотом днища или задней стенки вместе с днищем относительно боковых сте­нок ковша и при этом частично выталкивается. Недостатком является хотя и лучшее, чем при свободной разгрузке, но все же неполное опорожнение ковша, особенно при липких и увлажненных грунтах.

При принудительном способе грунт выталкивается выдвижной стен­кой, горизонтально перемещающейся на роликах в направляющих. Этот способ обеспечивает полную разгрузку любых грунтов. Недостат­ком являются большие усилия и мощности, необходимые для переме­щения задней стенки.

В зависимости от выполняемой операции и положения скрепера на рабочий орган действуют следующие силы сопротивления:

1) сила сопротивления резанию грунта; 2) сила трения ножа о грунт; 3) сила сопротивления перемещению призмы воло­чения; 4) сила сопротивления заполнению ковша. Она склады­вается из: силы сопротивления грунта подъему в ковше и силы сопротивления трению между движущимся вверх столбом грунта и грунтом, находящимся в ковше.