книги / Скреперы

Сила сопротивления качению роликов задней стенки по днищу ковша

Pк = Gp fк,

где Gp — суммарная нагрузка, действующая на все ролики;

где υ ст — скорость движения задней стенки; t — время разгона;

qк — геометрическая емкость ковша, м3; γ г — объемный вес грунта, кгс/м3.

Мощность (л.с.), необходимая для разгрузки ковша скрепера

= Pразг υ ст

Nразг 270 η м .

12. РЕЖИМ РАБОТЫ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СКРЕПЕРА

При работе скрепера степень наполнения ковша, характеризуемая коэффициентом наполнения kн, зависит от способа врезания: при прямом врезании kн равен 0,8, при ступенчатом — 0,9, при гребенчатом — 1,0, при шахматно-гребенчатом — 1,1.

Производительность скрепера (м3/ч) в плотном теле П = 3600 qк kн kв ,

где qк — геометрическая емкость ковша скрепера, м3;

52

13. СКРЕПЕРЫ С МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ЗАГРУЗКОЙ КОВША

Из скреперов с механизированной загрузкой ковша наибольшее распространение получили скреперы с загрузочным устройством

ввиде скребкового элеватора (такие скреперы условно называют элеваторными) (рис. 28). У скреперов этого типа за счет силы тяги ведущих колес осуществляется только срезание и передвижение машины. Наиболее трудоемкий процесс — заполнение ковша грунтом — осуществляется элеватором, размещенным в передней части ковша над ножами. При этом пласт грунта, поступающий с ножа, подхватывается скребками элеватора и отбрасывается в ковш. Это обеспечивает возможность самостоятельной полной загрузки ковша элеваторного скрепера без толкача. Использование элеваторов для заполнения ковшей скрепера позволяет снизить себестоимость разработки грунта на 10– 20 %. При этом стоимость машины возрастает на 25 %, эксплутационные расходы повышаются на 13 %, а время копания грунта увеличивается на 30 %. Применение таких машин целесообразно на однородных грунтах без каменистых включений. Попадание камней вызывает поломки элеватора, поэтому допускаемые размеры камней составляют 100–150 мм, а для крупных машин — 200–250 мм. Влажные глинистые грунты налипают на скребки, и загрузка прекращается. При больших скоростях грунт забрасывается цепями элеватора за ковш,

всвязи с чем скорость цепи не должна превышать 1,4 м/с, соответственно скорость машины при копании ограничивается 1,8 км/ч, а тол-

щина стружки 150 мм. Вместимость ковша Vк = qк Kн скрепера с эле-

ваторной загрузкой определяется из условий режима набора грунта на ровном месте и транспортирования с грунтом на подъеме [4, 13–16].

Рис. 28. Скрепер с элеваторной загрузкой

54

Для уменьшения внутреннего трения грунта при заполнении ковша используют газовоздушную смазку. Это ведет к снижению приведенных удельных затрат на разработку грунта на 17–22 % и росту производительности машины на 30–36 %. Этот способ интенсификации выгодно отличается от других тем, что не сужает область использования скреперов. Недостатком является загрязнение отверстий выхода сжатого воздуха грунтом и последующему их засорению.

На рис. 31 показана схема скрепера с винтовой загрузкой.

Рис. 31. Скрепер с винтовой загрузкой

13.1. Расчет скрепера с элеваторной загрузкой

При режиме копания вместимость ковша (м3):

при режиме транспортирования

где Gсц — сцепной вес скрепера с элеваторной загрузкой, кгс; ϕ сц — коэффициент сцепления;

f — коэффициент качения;

Пэл — производительность элеватора, м3/с;

k — коэффициент сопротивления резанию, кг/см2;

56

hcк — высота скребка, м;

ψ c — коэффициент заполнения межскребкового пространства

ψ c = 0,8...0,9;

Cэл — коэффициент, учитывающий угол наклона элеватора, ко-

торый принимается при углах наклона 30–40° соответственно для тяжелых сыпучих грунтов 0,45–0,8, для легких сыпучих грунтов 0,5;

υ ц — скорость цепи элеватора, υ ц= 1,2...1,4 м/с.

Установлено на практике, что если объем грунта, срезаемого в единицу времени ножами скрепера, равен или меньше объема грунта, транспортируемого элеватором, то элеватор работает удовлетворительно, т.е.

Пэл ≥ Пк,

Пк — производительность скрепера по копанию грунта, м3/ч,

Пк = 1000 В h υ p ,

где B — ширина ковша, м; h — глубина копания, м;

υ p — скорость скрепера при копании, км/ч.

Зная мощность Nэл и скорость движения цепи, конкретизируют параметры привода элеватора путем выбора соответствующего гидромотора.

Мощность на ведущем валу элеватора (л.с.)

Nэл = Wэл υ эл .

75

Мощность на валу отбора мощности коробки передач

N= Nэл ,

ηг.м

где η г.м — КПД гидропередачи и редуктора, η г.м= 0,7;

Wэл — тяговое сопротивление на рабочей ветви элеватора,

Wэл = Wэлс +Wэлп ,

58

Тяговое сопротивление при копании и транспортировании:

W = Wт +Wp +Wп,

где Wт — сопротивление перемещению скрепера как повозки; Wp — сопротивление грунта резанию;

Wп — сопротивление перемещению призмы волочения. После преобразования получим

Необходимо, чтобы

Tт = Gсц ϕ сц ≥ W .

13.2. Скрепер со шнековым загрузочным устройством. Расчет мощности шнека

Для определения мощности привода, необходимого для транспортирования грунта, срезаемого ножом, вверх ковша, рассмотрим схему действующих сил в процессе копания (рис. 32).

В процессе копания грунт, вырезаемый из массива ножом скрепера, вытесняет находящуюся над ним стружку в направлении загрузочного устройства. Загрузочное устройство, подхватывая лопастью грунт от ножа, удаляет его и освобождает место для новой порции грунта. Таким образом снижается сопротивление движению стружки на входе в ковш. Далее грунт, поступивший на винтовую лопасть, перемещается ею внутрь ковша.

60