Устройство, принцип работы и технические данные скрепера прицепного

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по учебной дисцеплине

«Дорожные машины и производственные базы строительства»

На тему:

Устройство, принцип работы и технические данные скрепера прицепного

 

 

                                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

г. Москва, 2013

Содержание:

1. Скрепер прицепной……………………………………………….3

2. Устройство прицепного скрепера………………………………4

3. Технологические схемы работы  и области применения  прицепного скрепера……………………………………………………………….7

4. Расчет производительности скреперов………………………9

    4.1.Тягочевый расчет…………………………………………….10

5. Методы диагностирования, техническое  обслуживание….12

6. Ввод в эксплуатацию дорожных  машин на базе автомобилей.  Этапы технической эксплуатации………………………………..17

     6.1. Прием и ввод машин в эксплуатацию…………………..17

6.2. Техническая эксплуатация дорожных машин…………17

6.3. Рекомендации по организации  технического обслуживания и      ремонта  дорожных машин………………………………………..19

Список используемой литературы……………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Скрепер.

  Скрепер - самоходная или прицепная колесная машина, имеющая открытый ковш с режущей кромкой, расположенный между передней и задней осями, который срезает, загружает, транспортирует, выгружает и распределяет материал при движении вперед. Загрузке материала при движении машины вперед может способствовать снабженный приводом механизм элеваторной загрузки, установленный на ковше скрепера .  
    По способу агрегатирования скреперы классифицируются — на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.

Прицепной скрепер управляется буксирующей машиной - гусеничным или двухосным колесным трактором. Пульт оператора установлен на буксирующем устройстве

 

    На Рис.1. изображена схема прицепного скрепера (прицепной скрепер к колесному тягачу).Цифры указывают примерное распределение массы скрепера с груженым ковшом по осям.

 

       Скреперы применяют при разработке грунтов до IV категории включительно. Для облегчения процесса копания скрепером грунты выше 2-й категории предварительно разрыхляют рыхлителями.

     Дальность транспортирования грунта прицепными скреперами экономически эффективна на расстояние до 300 м. Рабочий процесс скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, транспортирования груженого скрепера, разгрузки, транспортирования пустого скрепера к забою. С помощью скреперов можно возводить насыпь земляного полотна из боковых резеровов или грунтовых карьеров, устраивать выемки с отвозкой грунта в насыпи или кавальеры, планировать строительные площадки, срезать растительный слой грунта в полосе отвода дороги.

2. Устройство.

    Рабочим органом скрепера является сварной ковш, имеющий на передней кромке днища во всю ширину ступенчатые ножи. В задней части ковша находится буфер, который имеет двоякое назначение. В первом случае он предназначен для упора отвала бульдозера при подталкивании скрепера. Во втором случае центральная балка буфера служит как направляющая хвостовика задней стенки. Боковые стенки ковша изготовлены из стального листа, усиленного балками жесткости. В боковых стенках ковша имеются проушины и кронштейны для крепления гидроцилиндров управления заслонкой, для рычага заслонки, а также имеется опора для крепления упряжного шарнира и гнезда для крепления оси заднего колеса. Задняя стенка ковша представляет собой подвижный щит и по бокам имеет направляющие ролики. Однако эти ролики не удерживают заднюю стенку от опрокидывания при выгрузке грунта. Стенку удерживает и центрирует хвостовик. Заслонка может быть плавающей и управляемой с помощью гидроцилиндров.

     Передняя рама скрепера выполнена в виде арки и в своей конструкции имеет шкворень для соединения с тягачом, арку, рычаги и упряжной шарнир. Ковш прицепного скрепера с канатным управлением имеет несколько другую конструкцию. Отличие состоит в том, что сам ковш является одновременно задней рамой скрепера и состоит из двух боковых стенок и днища ковша, служащего одновременно задней стенкой.

    На рис. 2 представлены схемы разгрузки ковша скрепера.

Рис.2. Схемы разгрузки ковша скрепера: 
а — свободная разгрузка вперед; б — свободная разгрузка назад; в — принудительная разгрузка; г — полупринудительная разгрузка через нож; д — щелевая разгрузка; 1 — передняя заслонка; 2 — ковш; 3— нож; 4 — задняя заслонка; 5 — задняя стенка; 6 — диище; 7 — заслонка.

 

 

      При свободной разгрузке, а она применяется в ковшах небольшой емкости, ковш опрокидывается и грунт высыпается под действием собственного.веса (рис. 2, а, б).

     Скреперные ковши с полупринудительной разгрузкой (рис. 2, г) имеют неподвижные боковые стенки, а разгрузка выполняется при повороте днища и задней стенки вокруг оси. Грунт под собственным весом и напором задней стенки высыпается из ковша.

     Способ принудительной разгрузки с помощью задней стенки, приводимой в движение гидроцилиндрами, является прогрессивным, так как полностью очищает ковш от грунта (рис. 2, в). Щелевая разгрузка (рис. 2, д) менее прогрессивна и не нашла широкого    применения.

     Прицепные скреперы с гидравлическим управлением (рис. 3) состоят из серьги для сцепления скрепера с трактором, шкворневого устройства для поворота передних колес, несущей рамы, ковша, заслонки и задней стенки. Рабочими органами управляют из кабины трактора с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем.

Рис. 3. Скрепер ДЗ-3.3 (Д-569):  
1 — трактор; 2—серьга; 3 —шкворневое устройство шарового типа; 4 —рама; 5—рукава и трубопроводы; 6 — гидроцилиндр подъема и опускания ковша; 7 — гидроцилиндр управления заслонкой ковша; 8 — заслонка ковша; 9 — ковш; 10 — задняя стенка ковша; 11 — гидроцилиндр управления задней стенкой ковша; 12 — колеса с шиной; 13, 14 — нижний и боковой ножи; 15 — дышло

Необходимо отметить, что прицепные  скреперы обычно применяются в условиях переменного рельефа местности. Прицепной скрепер с канатным управлением имеет полупринудительную выгрузку грунта опрокидыванием днища  и задней стенки вокруг шарнира.

Важным фактором для повышения  производительности скреперов является применение скребкового конвейера (рис. 4), для загрузки ковша. В движение конвейер приводится от электродвигателя или гидродвигателя.

     Применение элеваторной загрузки обеспечивает высокий коэффициент загрузки ковша и снижение тягового усилия при заполнении скрепера на 20—25.

Рис. 4. Принципиальные схемы скреперов со скребковым конвейером: а — набор грунта; б — выгрузка грунта

 

     На тракторе в кабине водителя смонтирован блок и пульт дистанционного управления, а за кабиной размещен электрозолотник управления. На буфере скрепера установлен датчик углового положения, который включен в электросхему управления и регулирует толщину срезаемой стружки грунта.

Автоматизация работы скрепера значительно  облегчает условия работы и повышает производительность. С помощью автоматического  регулирования можно поддерживать оптимальный режим работы двигателя, а также тяговое усилие машины на постоянном уровне регулированием толщины стружки грунта.

3. Технологические схемы работы.

 

     Для разработки грунта заранее составляют схему, по которой будет работать скрепер. Производительность скрепера зависит от того, насколько полно используется емкость ковша и рационально выбирается схема резания и набора грунта. Рекомендуется набирать грунт на передаче базовой машины при скорости 2—3 км/ч, при толщине срезаемой стружки от 7 до 35 см, что в свою очередь определяется категорией грунта и мощностью базового тягача и толкача. Трактор-толкач обеспечивает полную загрузку ковша скрепера в плотных грунтах. Наполнение ковша с постепенным выглуб-лением ножа производят при постоянной толщине стружки и ширине резания. Этот способ используют при планировке грунта. Для сокращения времени набора грунта используют ступенчатый способ наполнения ковша. Зарезание грунта при устройстве выемок и разработке резервов ведут по ребристо-шахматной схеме, по которой разработка грунта ведется последовательными рядами проходок, одинаковыми по длине и расположению. При работе скрепера по этой схеме между проходами первого ряда оставляют полосы неразработанного грунта шириной не более 1,3 м. Второй ряд разработок ведется на расстоянии половины длины проходки от первого и расположен по оси оставленных полос грунта. Работа по этой схеме увеличивает заполнение ковша до 110% его геометрической емкости, сокращая при этом на 10—15% путь и время набора грунта. По этой схеме скрепер может работать без трактора-толкача. При работе в рыхлых сыпучих грунтах применяют способ, называемый «клевок». По этому способу величина заглубления ковша в 2 раза больше той, которая соответствует устойчивой работе двигателя с полной нагрузкой. При работе базового тягача на неустойчивой характеристике двигателя ковш выглубляется, в это время двигатель снова набирает нужные обороты, и так повторяется    до тех пор, пока ковш будет полным.

     В зависимости от расположения забоев относительно мест отсыпки грунта движение скреперов может быть организовано по различным схемам. Рациональную схему движения скреперов инженерно-технические работники выбирают заранее в проектах производства работ на основании технико-экономических расчетов, а также с учетом следующих требований: – путь транспортирования грунта должен быть кратчайшим; – забой должен быть такой длины, чтобы ковш скрепера загружался полностью; – длина участка разгрузки должна обеспечивать полную разгрузку ковша; – при возведении полотна должны быть въезды и съезды.

     Наиболее распространенными схемами движения скреперов являются: эллиптическая, восьмеркой и зигзагообразная. Кроме этих схем применяют следующие: схему «спираль», поперечно-челночную, продольно-челночную

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет производительности скреперов

Эксплуатационная производительность скрепера, м^3/ ч, в плотном теле

                                                            

где n – число циклов в час ( ) Т_Ц – продолжительность одного рабочего цикла скрепера; q – вместимость ковша скрепера, м^3; k_н – коэффициент наполнения ковша грунтом,   (где q₁– объем рыхлого грунта) ; k_р– коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера ; k_в– коэффициент использования машины по времени (k_в= 0.8…0.9).

Продолжительность рабочего цикла  скрепера вычисляют по формуле:

                                         

где l₃, l_t, l_p3, l_nx – длины участков соответственно набора грунта (заполнения ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша, порожнего хода скрепера, м; v₃ – скорость скрепера при заполнении ковша, м/ с, (0.5… 0.8) от паспортной скорости тягача на низшей передаче; v_t – скорость транспортировки грунта, м/ с, (0.5…0.75) от наибольшей паспортной скорости тягача; v_p3 – скорость скрепера при разгрузке, м/ с; 0.75 от наибольшей паспортной скорости; v_nx – скорость движения порожнего скрепера, м/ с, (0.5… 0.75) от наибольшей паспортной скорости тягача; t_n – время на переключение передач тягача, принимается в пределах 3…5 с на одно переключение; n₁– число переключения передач за цикл; t_пов – время на один поворот / пов 15…20с/ ; n₂–число поворотов за цикл.

Длина участка набора грунта:

,                                                             (28)

где b – ширина срезаемой полосы, м; h – толщина слоя срезаемого грунта, м;

В случае, если длина пути заполнения ковша будет больше предельной, приведенной в табл. 15, то целесообразно предусматривать рыхление грунта.

Длина пути разгрузки ковша скрепера рассчитывается по формуле:

,                                                         

где h_p= (0.7…0.8) h_pmax – толщина отсыпаемого слоя грунта при разгрузке ковша.

Расчетная длина пути при разгрузке  грунта колеблется от 6 до 20 м в зависимости  от толщины слоя отсыпки и объема ковша скрепера.

4.1.Тяговые расчеты скреперов

   Рабочий цикл скрепера состоит из четырех последовательно выполняющихся операций:

• загрузка ковша: ковш опущен, заслонка поднята, ножи врезаются в грунт и при движении вперед срезают стружку грунта, которая наполняет ковш;
• груженый ход: ковш поднят в транспортное положение, заслонка опущена и удерживает грунт в ковше;
• разгрузка ковша: заслонка поднята, ковш опущен до уровня, обеспечивающего заданную толщину отсыпки ;
• порожний ход: ковш поднят до образования транспортного положения.

   При работе скрепера наиболее неблагоприятным является момент, когда ковш скрепера почти полностью загружен грунтом при продолжающемся процессе резания грунта.Подбор тягача производится по максимальному сопротивлению движению скрепера.Полное сопротивление движению скрепера при загрузке, кН,

,                                                   

где F₁ – сопротивление движению скрепера, кН:

,                                                     

где Q_c – вес скрепера, кН; Q_гр – вес грунта в ковше, кН:

,                                                       

где f – коэффициент сопротивления качению колес скрепера по грунту (  – для плотных грунтов;   –для разрыхленных грунтов;   – для сыпучих песков);  – уклон пути;   – угол наклона пути движения скрепера к горизонту, град, знак  "+"  принимается при работе на подъем; "-"  – при работе на уклон.

F₂ – сопротивление грунта резанию, кН:

,                                                            

k_p – удельное сопротивление грунта резанию кП); b и h – ширина и толщина срезаемого слоя грунта, м.

F₃ – сопротивление движению призмы волочения впереди ковша скрепера, кН:

,                                             

где y – отношение высоты призмы волочения к высоте грунта в ковш); Н – высота слоя грунта в ковше, м. Ориентировочно Н=0.6b;r – плотность грунта, т/м³; g – ускорение свободного падения (g=9.81 м/с²); m – коэффициент трения грунта по грунту.