Вопрос 2. Расчет производительности скрепера. Основные детали и способы разгрузки ковша. Три фазы заполнения ковша грунтом.

1)Расчет производительности скрепера.

Скрепер – машина циклического действия, следовательно, сменную производительность необходимо рассчитать по следующей формуле (м³/см):

, где q – вместимость ковша, м³

– коэффициент наполнения ковша

- коэффициент использования скрепера во времени (0,8÷0,9)

– продолжительность смены, ч

- продолжительность цикла, с

- коэффициент разрыхления грунта (1,1÷1,3)

Расчет продолжительности цикла скрепера:

, [1],

где - длина путей заполнения ковша грунтом, транспортирования грунта, разгрузки и движения порожнего скрепера, м

- скорости движения при заполнении ковша, транспортировании грунта, разгрузке и порожнего скрепера, м/с

– число переключений передач, (5-6 р)

– время переключений передач, (5-3 с)

– количество поворотов (2 р )

- время поворота скрепера, (15-20 с)

, где q - вместимость ковша, м³

– коэффициент наполнения ковша

- коэффициент призмы волочения)

-ширина ковша, м

– толщина срезаемой стружки, м

, где q - вместимость ковша, м³(табл.2)

– коэффициент наполнения ковша(табл.5)

– толщина отсыпаемого слоя, м

-ширина ковша, м

2)Основные детали и способы разгрузки ковша

Рабочим органом машины служит ковш, который снабжен ножом. Нож в плане может иметь прямоугольную, ступенчатую и полукруглую формы. Ступенчатая форма ножа при некотором выглублении ковша позволяет иметь стружку меньшей ширины. Кроме основного ножа к боковым стенкам ковша крепятся еще вспомогательные ножи, которые как бы подрезают грунт, что снижает общее усилие резания, так и понижают потери грунта, которые могут иметь место, за счет перемещения призмы волочения вбок.

В передней части ковша имеется заслонка, которая увеличивает его геометрическую емкость и обеспечивает необходимый для наполнения напор грунта. Последний создается ввиду пропуска грунта в щель, которая образуется между нижней частью заслонки и ножом. Заслонка может быть самооткрывающейся (плавающей) или управляемой. Самооткрывающаяся заслонка устроена и подвешена к ковшу так, что она самопроизвольно поднимается под влиянием усилия, действующего на нее со стороны призмы волочения грунта. Подъем и фиксирование в определенном положении управляемой заслонки производится при помощи специального подъемного механизма, который в случае канатного управления может быть блокирован с механизмом подъема и опускания ковша.

Каждому виду грунта соответствует определенная величина подъема заслонки, которая обеспечивает наилучшее заполнение ковша. Однако регулирование высоты подъема заслонки возможно лишь в случае управляемого варианта. Поэтому скреперы, как правило, снабжаются только управляемыми заслонками.

По способу разгрузки грунта из ковша скреперы подразделяются:

• со свободной (самосвальной) разгрузкой опрокидыванием ковша вперед (рис. 4.1, а) или назад (рис. 4.1, б) по ходу движения скрепера;

• с полу­принудительной передней разгрузкой (рис. 4.1, в);

• с полупринудитель­ной донной разгрузкой (рис. 4.1, г);

• с принудительной разгрузкой (рис. 4.1, д).

При свободной разгрузке ковш скрепера с откинутой заслонкой опрокидывается вперед или назад по ходу движения машины, при этом грунт под действием собственной тяжести высыпается из ковша. Переувлажненные и липкие грунты при загрузке налипают на днище и стенки ковша, что сказывается на его опорожнении — грунт из ковша выгружается не полностью, а это снижает производительность скрепера.

При полупринудительной передней разгрузке днище и задняя стенка ковша, представляющие собой общий узел (сборочную единицу), опрокидываются вперед по ходу движения машины. Опрокидывание ковша в этом случае происходит относительно шарнира, укрепленного в верхней части подвижной плиты 3 ковша. При поднятой заслонке и опрокидывании днища совместно с задней стенкой грунт сначала вытесняется из ковша вперед по ходу движения машины, а в конце разгрузки под действием собственной тяжести ссыпается с днища. При этом спосо­бе разгрузки между днищем и задней стенкой ковша грунт может нали­пать и оставаться в ковше, что отрицательно сказывается на производи­тельности скрепера, хотя и в меньшей степени, чем при свободной раз­грузке.

При полупринудительной донной разгрузке днище и задняя стенка, подвешенные на шарнирах к боковым стенкам ковша, опрокидываются вперед по ходу движения машины. Когда заслонка поднята, грунт снача­ла высыпается из передней части ковша, а затем при опрокидывании днища высыпается в проем, который образуется между кромкой днища и подножевой плитой ковша. При этом способе разгрузки незначитель­ная часть грунта все же остается в ковше в углу стыка днища и задней минута задняя стенка ковша, которая принудительно вытесняет грунт вперед по ходу движения машины. При этоТи налипший грунт очищается с боковых стенок и днища ковша, вследствие чего ковш скре­пера разгружается без остатка даже при разработке переувлажненных липких грунтов.

Преимущество свободной разгрузки — простота конструкции, не­достаток — неполная разгрузка ковша, особенно при работе на влажных и вязких грунтах. Свободная разгрузка применяется в скреперах с ков­шами небольшой вместимости, а принудительная — в скреперах с ковша­ми средней и большой вместимости.

3)Фазы заполнения ковша грунтом

Процесс заполнения ковша грунтом исследовали неоднократно. Установлено также, что характер заполнения зависит от физико-механических свойств грунтов. Н. А. Артемьев процесс заполнения ковша разделяет на фазы. Во время первой фазы грунт, двигаясь по направлению к задней стенке ковша, заполняет часть общего объема ковша. Во время второй фазы заполняется объем заслонки и, наконец, наступает момент, когда дальнейшее наполнение ковша становится возможно лишь путем продавливания вновь поступающего грунта через уже находящийся в ковше грунт. Это происходит во время третьей фазы заполнения.