книги / Скреперы
..pdfПредложенная конструкция системы смазки рабочего органа землеройной машины обеспечивает подачу газовой смазки на поверхность скольжения автоматически в импульсном режиме. Это приводит к повышению надежности ее работы, так как режим работы не зависит от внешних факторов.
Скреперы с устройствами для газовой смазки ковшей. С це-
лью снижения сил трения грунта внутри ковша газовый коллектор предлагаемого скрепера установлен с возможностью принудительного перемещения вдоль ковша. Коллектор установлен вертикально по отношению к днищу ковша и закреплен на его верхней части посредством соединенной с задней стенкой рычагов и подвижно связанных с ними осью кронштейнов, соединенных с приводом перемещения коллектора.
На раме 1 (рис. 35) базового тягача 2, соединенной с ходовой частью 3, установлен ковш 4 скрепера с режущим ножом 5. Ковш включает в себя переднюю заслонку 6 и заднюю подвижную стенку 7 с гидроцилиндром выгрузки 8. На задней стенки 7 с внутренней стороны смонтированы рычаги 9, с которыми шарнирно связаны осью 10 кронштейны 11, прикрепленные к газовому коллектору 12, выполненному в виде металлического трубопровода с перфорацией по всей поверхности, установленному вертикально по отношению к днищу ковша и имеющему заглушки 16, 17. Кронштейны 11 прикреплены к газовому коллектору 12 в его средней части. Половина всей длины газового коллектора 12 соответствует высоте ковша 4 скрепера. Скрепер работает следующим образом. Нож 5 срезает пласт грунта, который поступает в ковш 4. Кран управления 15 устанавливают в положение для подачи газа по гибким трубопроводам 13 в нижнюю часть коллектора 12. Поступление газа через перфорацию в коллекторе в полость ковша 4 обеспечивает интенсивную аэрацию грунта в зоне его подъема, что снижает трение грунта по грунту и по металлу. При этом газ подается внутрь ковша 4 по всей его высоте.
По окончании процесса заполнения ковша грунтом переднюю заслонку 6 закрывают. Скрепер переводят в транспортное положение, и грунт перемещается на необходимое расстояние.
71
Рис. 35. Скрепер с газовой смазкой рабочего органа
При выгрузке грунта из ковша 4 гидроцилиндром 21 через цепи 20 переводят кронштейны 11 и газовый коллектор 12 из левого 18
вкрайнее правое 19 положение в ковше к подвижной стенке 7. Затем кран управления 15 переводят в положение для подачи газа по трубопроводу 14 в верхнюю часть коллектора 12. Происходит аэрация грунта у подвижной стенки 7, что обеспечивает снижение трения грунта при выгрузке. Затем гидроцилиндром 8 заднюю стенку 7 перемещают
всторону выгрузки грунта из ковша. Вместе с задней стенкой 7 перемещается ось 10 и газовый коллектор 12, обеспечивая при этом на всем пути движения аэрирование грунта и снижение сил трения.
По окончании разгрузки заднюю стенку 7 гидроцилиндром 8 возвращают в крайнее правое положение и гидроцилиндрами 21 переводят газовый коллектор 12 в первоначальное положение. Цикл повторяется.
Таким образом обеспечивается аэрация грунта внутри ковша по всей его рабочей поверхности, т.е. по всей высоте и длине ковша при движении в нем грунта.
Тяговый расчет скрепера при наличии газовой смазки. В про-
цессе заполнения ковша скрепера сила тяги, развиваемая ведущими колесами, должна быть достаточной для преодоления сопротивления грунта резанию, силы трения о грунт и сопротивления передвижению груженого скрепера:
72
∑W = Wр + Wп +Wн +Wт (кН).
Применение газовой смазки ковша приводит к уменьшению внутреннего трения грунта при заполнении, что учитывается коэффициентом mп:
mп = (mр + Kз −1) / Kз;
mр = |
g V H 2 cosρ |
sin (ψ + ρ |
) |
|
+ |
|||||
|
р |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g Vр H (h ctgψ |
+ l cos α )sin (ψ |
+ ρ ) + 0,5C h cosρ sinψ |
|
|||||
+ |
0,5g δ p H 2 ξ |
δ tgϕ |
ctgρ |
sinρ 2 sinα +(ρ |
|
)(hψ |
ctg +α l cos ) B |
|||
g Vр H (h |
ctgψ + |
l cosα |
)sinψ (+ ρ |
+ ) |
0,5C |
h ρcos ψ sin |
|
|||
|
|
Kз— коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления грунтакопаниювследствиеизносаилипервоначальногозатупленияножа,
Kз = |
T − G( f cos α п+ |
sinα |
п ) |
|
, |
T − G( f cos α п+ sinα |
п−) |
s Bη |
|
||
|
з |
где Т — сила тяги;
G — масса скрепера с учетом дополнительного оборудования; α п — угол продольного уклона пути;
ηз — коэффициент сопротивления затупления;
ε— ширина площадки износа (предварительного затупления) ножа, м.
Wт — сопротивление движению груженого скрепера, кН,
Wт = (Gс + Gгр)( f ± i), |
Gс — вес |
скрепера, |
Gгр — |
вес |
грунта |
в ковше, f — удельное сопротивление скрепера качению, |
f =0,07; |
||||
Wр — сопротивление |
резанию |
для ножа |
ступенчатой |
формы, |
Wр = k[(B − Bср)hкр + Bср hcp ], k — удельное сопротивлению грунта резанию (для супеси и суглинок k =120 кПа); В — ширина срезаемого слоя, В = 2,8 м, hкр — глубина резания крайних ножей, hcp — глубина резания среднего ножа;
73
Wп — сопротивление перемещению призмы волочения, Wп =
= y B H 2 γ гр g (µ2 ± i ) кН, γ гр — плотность грунта, кг/м3, µ2 — коэффициент трения грунта по грунту, y — отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковше, y = 0,5;
H — высота слоя грунта в ковше, м; i — уклон местности;
Wн — полное сопротивление наполнения, складывается из сопротивления силы тяжести грунта Wн′ , поступающего в ковш, и сопротивления трению грунта в ковше Wн′′:
Wн = Wн′ +Wн′′
Wн′ = g B H γ гр;
Wн′′= χ B H 2 g γ гр;
x — коэффициент, учитывающий влияние рода грунта, x =
=0,24…0,31.
Сучетом газовой смазки сила тяги (кН) Т = ∑W .
mп
Усилия для режима копания при использовании газовой смазки:
Ттяг = Gсцϕ сц (кН);
Gсц = 0,52 Gск (кН),
где Gск — вес скрепера.
74
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Справочник конструктора дорожных машин / под ред. И.П. Бородачева. – М.: Машиностроение, 1978.
2.Холодов A.M. Проектирование машин для земляных работ. – Харьков: Высшая школа, 1986.
3.Машины для земляных работ / Т.В. Алексеева [и др.]. – М.: Машиностроение, 1972.
4.Гаркави Н.Г. Машины для земляных работ. – М.: Высшая школа, 1982.
5.ГОСТ 5738–73. Скреперы прицепные колесные.
6.ГОСТ 10055–75. Скреперы самоходные.
7. ГОСТ 13262–79. Скреперы прицепные. Правила приемки
иметоды испытаний.
8.Строительная механика и металлоконструкции строительных и дорожных машин / Н.Н. Живейнов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1988.
9.Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. – М.: Наука, 1970.
10.Григорьев А.М. Винтовые конвейеры. – М.: Машинострое-
ние, 1972.
11.Ряхин В.А. Металлические конструкции строительных и дорожных машин. – М.: Машиностроение, 1986.
12.Кизряков Н.И. Тяговый расчет и выбор основных параметров элеватора и скрепера с механизированной загрузкой // Строительные и дорожные машины: науч.-реф. сб. – М., 1967. – № 4.
13.Левинсон В.Н. Транспортные устройства непрерывного действия. – М.: Машгиз, 1961.
14.Дорожно-строительные машины и комплексы: учеб. / под ред. В.И. Баловнева.— 2-е изд., перераб. и доп. – М.; Омск: Изд-во СибАДИ, 2001.
15.Демиденко А.И. Повышение эффективности скреперных агрегатов: учеб. пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2005.
16.Максименко А.Н. Эксплуатация строительных и дорожных машин: учеб. пособие. – СПб.: БХВ – Петербург, 2006.
75
17.Подшивалов С.Ф., Подшивалова К.С., Фетисов А.Н. Сопротивление материалов: учеб. пособие. – Пенза: Изд-во ПГУАС, 2004.
18.Устинов Ю.Ф., Калинин Ю.И., Волков Н.М. Машины непрерывного транспорта. — Воронеж: Изд-во Воронеж. ГАСУ, 2006.
76
ПРИЛОЖЕНИЕ I
Таблица 1
Основные параметры прицепных скреперов
Параметры |
|
|
Нормы по типоразмерам |
|
|||
|
СПр-3 |
СПр-4,5 |
СПр-8 |
СПр-10 |
СПр-15 |
СПр-25 |
|
Геометрическая |
|
|
|
|
|
|
|
вместимостьковша, |
3 |
4,5 |
8 (7) |
10 |
15 |
25 |
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
|
Грузоподъемность, т |
5,4 |
8,2 |
14,5 |
18 |
27 |
45 |
|
|
(12,5) |
||||||
|
|
|
|
|
|
||
Максимальное за- |
|
|
|
|
|
|
|
глубление, мм, не |
100 |
120 |
150 |
200 |
200 |
250 |
|
менее |
|
|
|
|
|
|
|
Толщинаслояот- |
300 |
350 |
400 |
420 |
450 |
550 |
|
сыпки, мм, не менее |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
Удельная материа- |
|
|
|
|
|
|
|
лоемкость, т/м3, не |
1,0 |
1,05 |
1,15 |
1,15 |
1,15 |
1,20 |
|
более |
|
|
|
|
|
|
Основные параметры самоходных скреперов |
Таблица 2 |
|||||
|
|
|||||
Параметры |
|
Нормыпотипоразмерам |
|
|
||
|
СС-8 |
СС-10 |
СС-15 |
СС-25 |
|
СС-40 |
Геометрическаявмести- |
8 |
10 |
15 |
25 |
|
40 |
мостьковша, м3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Грузоподъемность, т |
15 |
18 |
27 |
45 |
|
70 |
Удельнаямасса, т/м3, |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,3 |
|
2,3 |
неболее |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Втомчислетягача, т/м3, |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,15 |
|
1,15 |
неболее |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное заглубле- |
150 |
200 |
200 |
250 |
|
300 |
ние, мм |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Дорожныйпросветпод |
|
|
|
|
|
|
ножомскреперавтранс- |
400 |
450 |
500 |
600 |
|
600 |
портномположении, мм, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
неменее |
|
|
|
|
|
|
Удельныйпоказательмощ- |
18,5 |
18,5 |
18,5 |
14,5 |
|
14,5 |
ности, кВт/м3, неменее |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |
Рекомендуемые параметры ковша скрепера |
Таблица 3 |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||
Геометрическая вмести- |
|
|
Значение α 1 для ковша |
|
|
|
||||||
мость qк, м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
короткого |
|
длинного |
||||||
4–6 |
|
|
|
|
1–0,8 |
|
1,8 |
|
|
|||
6–8 |
|
|
|
|
0,9–0,8 |
|
1,8 |
|
|
|||
10–12 |
|
|
|
|
0,95–0,85 |
|
1,5 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15–18 |
|
|
|
|
1,0 |
|
|
1,4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент наполнения ковша kн |
|
Таблица 4 |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||
Грунт |
|
|
|
|
Значение kн для скрепера |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
без толкача |
|
с толкачом |
||||
Сухой рыхлый песок |
|
|
|
|
0,5–0,7 |
|
0,8–1,0 |
|
||||
Супесьисреднийсуглинок |
|
0,8–0,9 |
|
|
1,0–1,2 |
|
||||||
Тяжелый суглинок и глина |
|
0,6–0,8 |
|
|
0,9–1,2 |
|
||||||
|
|
Коэффициент разрыхления kр |
|
Таблица 5 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Грунт |
|
Влажность, |
Средний объемный вес грунта |
|
kр |
|||||||
|
% |
|
в естественном залегании, тс/м |
3 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Сухойпесок |
|
|
— |
1,5–1,6 |
|
|
|
1,0–1,2 |
||||
Влажныйпесок |
|
|
12–15 |
1,6–1,7 |
|
|
|
1,1–1,2 |
||||
Легкаясупесь |
|
|
7–10 |
1,5–1,7 |
|
|
|
1,1–1,2 |
||||
Супесиисуглинки |
|
|
4–6 |
1,6–1,8 |
|
|
|
1,2–1,4 |
||||
Среднийсуглинок |
|
|
15–18 |
1,6–1,8 |
|
|
|
1,2–1,3 |
||||
Сухойпылеватый |
|
|
8–12 |
1,6–1,8 |
|
|
|
1,3–1,4 |
||||
суглинок |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тяжелыйсуглинок |
|
|
17–19 |
1,65–1,8 |
|
|
|
1,2–1,3 |
||||
Сухаяглина |
|
|
— |
1,7–1,8 |
|
|
|
1,2–1,3 |
||||
|
|
|
Толщина стружки h, см |
|
Таблица 6 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Объем ковша, м3 |
|
|
|
Для суглинка |
|
Для супеси |
||||||
6 |
|
|
|
|
|
4–6 |
|
|
6–8 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10 |
|
|
|
|
|
8–10 |
|
|
10–12 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
15 |
|
|
|
|
|
12–14 |
|
|
14–16 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
Угол внутреннего трения и коэффициент трения |
||||||||
Грунт |
|
Угол внутреннего трения |
|
µ2 |
||||
|
ϕ |
|
2 , град |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глина |
|
|
14–19 |
0,24–0,31 |
||||
Суглинок |
|
|
24–30 |
0,37–0,44 |
||||
Песок |
|
|
35–45 |
0,46–0,50 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
Ориентировочное распределение нагрузок на оси скрепера |
||||||||
Тип скрепера |
|
Порожняя машина |
|
Груженая машина |
||||
|
нагрузка на |
|
коэффици- |
|
нагрузка на |
|
коэффици- |
|
|
переднюю / |
|
ент |
|
переднюю / |
|
ент |
|
|
|
заднюю |
|
|
|
заднюю |
|
|
|
|
ось, % |
|
|
|
ось, % |
|
|
С одной передней |
65/35 |
|
0,65 |
|
52/48 |
|
0,52 |
|
ведущей осью |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С двумя ведущими |
|
|
|
|
|
|
|
|
осями: |
|
|
|
|
|
|
|
|
двухдвигательный |
53/47 |
|
1 |
|
48/52 |
|
1 |
|
с мотор-колесами |
64/36 |
|
1 |
|
51/49 |
|
1 |
|
Полуприцепной |
|
|
|
|
|
|
|
|
с двухосным тягачом |
41*/38 |
|
0,62 |
|
38*/50 |
|
0,5 |
|
и двумя ведущими |
|
|
|
|
|
|
|
|
осями |
|
|
|
|
|
|
|
|
С элеваторной |
65/35 |
|
0,65 |
|
48/52 |
|
0,48 |
|
загрузкой |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
79
80
|
|
|
Расчетные значения действующих сил, кгс |
|
|
Таблица 9 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчетное положение |
|
Колеса |
Седельно- |
Нож |
Буфер |
|
Коэффициент |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
сцепное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
устройство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RА |
RВ |
RС |
|
Rох |
Rоу |
|
Р1 |
Р2 |
|
Рт |
|
φ |
f |
|
|||
Конец заполнения ковша |
|
1540 |
22269 |
|
7325 |
|
20000 |
11359 |
|
26760 |
|
–7016 |
|
0 |
0,9 |
0,06 |
|
|||
Вывешивание колес полу- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прицепа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скрепер опирается на ко- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
леса тягача и ножи |
|
3109 |
14223 |
|
0 |
|
14565 |
4882 |
|
21765 |
|
–20818 |
|
0 |
0,9 |
0,06 |
|
|||
скреперопираетсянако- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лесатягача, ножиибуфер |
|
1540 |
22269 |
|
0 |
|
20000 |
11359 |
|
27200 |
|
–10447 |
|
3895 |
0,9 |
0,06 |
|
|||
скрепер опирается на ко- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
леса тягача и буфер |
|
2229 |
27087 |
|
0 |
|
20000 |
16866 |
|
27200 |
|
0 |
|
8834 |
|
— |
0,68 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Транспортирование при |
|
19120 |
24756 |
|
32424 |
|
2270 |
18976 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
0,12 |
0,07 |
|
|||
прямом движении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
|
||||
|
Реакция в гидроцилиндрах и упряжных шарнирах, кгс |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Расчетное положение |
|
Rгц |
|
|
RDx |
|
|
RDу |
|
|
|
|
|
||||||
|
Конец заполнения ковша |
|
15032 |
|
|
21049 |
|
|
8177 |
|
|
|
|
|||||||
|
Вывешивание колес |
|
|
1281 |
|
|
14654 |
|
|
936 |
|
|
|
|
|
|||||
|
полуприцепа |
|
|
|
13211 |
|
|
20922 |
|
|
6361 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
25104 |
|
|
21752 |
|
|
12718 |
|
|
|
|
||||
|
Транспортирование |
|
|
33436 |
|
|
–521 |
|
|
23493 |
|
|
|
|
80