Производительность скрепера

Полный цикл работы скрепера состоит из следующих операций:

1) резания грунта и наполнения ковша (подъем передней заслонки, регулирование толщины срезаемого слоя грунта путем подъема и опускания ковша, Рис.9.1,а) ; 2)транспортирования грунта (ковш поднят в транспортное положение, передняя заслонка закрыта, Рис.9.1,б) ; 3) разгрузки грунта (подъем передней заслонки и выдвижение задней стенки или опрокидывание днища и задней стенки относительно шарнира в боковых стенках ковша или опрокидывание ковша, Рис.9.1,в); 4) обратного хода скрепера в забой (передняя заслонка поднята, ковш подготовлен к набору грунта).

Производительность скрепера (м³/ч)  определяется по формуле, общей для всех машин цикличного действия

где:     q - геометрическая емкость ковша скрепера в м³;

n  -  число циклов скрепера в единицу времени( в данном случае за час);  

Работа скрепера с толкачом

Рис.9.1 Схема рабочего процесса скрепера

а - положение ковша во время набора грунта; б - транспортировка грунта; в - выгрузка грунта; г - схема к определению минимальной длины прямого участка пути, необходимого для набора грунта

Каждая операция рабочего цикла протекает на определенном участке пути при соответствующей скороста движения скрепера. Таким образом, продолжительность цикла

Продолжительность каждой из составляющих цикла определяют следующим образом: 

где: L_н, L_г.х, L_в, L_х.х - длины путей (м) при наборе грунта, груженого скрепера, при разгрузке и порожнего скрепера; V_н, V_г.х, V_в, V_х.х - соответствующие элементам цикла скорости движения тягача при наборе, выгрузке, груженном и порожнем ходе, выбираемые в соответствии с тяговыми сопротивлениями на различных участках пути движения скрепера в м/сек; t_п - время на переключение передачи, принимаемое равным 5 - 6 сек; t_пов - время на один поворот, принимается равным 15 - 20 сек.

K_н  - коэффициент   наполнения ковша (таблица 9.1)

Таблица 9.1 Коэффициенты наполнения ковшей скреперов

K_в - коэффициент использования рабочего времени машины, представляющий собой отношение времени чистой работы ко всему затраченому. Принимается равным 0,85 - 0,9;

K_р - коэффициент разрыхления грунта, зависящий от вида грунта и его состояния;

Таблица 9.2 Коэффициенты разрыхления основных грунтов

Анализ величин, входящих в состав формулы производительности скрепера и выражения для продолжительности рабочего цикла, показывает значительное влияние эксплуатационных факторов на производительность машины и ее использование. И действительно, производительность скрепера в основном зависит от емкости ковша, коэффициента его наполнения, скоростей движения на всех этапах его работы и от степени использования рабочего времени.

Наиболее продолжительными элементами рабочего цикла, является время движения груженого и порожнего скрепера; при значительном расстоянии перевозки грунтов это время составляет до 85 - 90% общей продолжительности цикла. Поэтому задача создания, высокопроизводительных скреперов является прежде всего задачей освоения в серийном производстве базовых машин (тракторов, тягачей) с высокими тяговыми и скоростными показателями.

Груженый и холостой ход скрепера необходимо выполнять на высшей передаче трактора (тягача). Наполнение ковша скрепера (копание) производится при скорости движения на первой передаче трактора (тягача). Скорость движения груженого скрепера на ровном участке принимается в пределах 0,55 - 0,75 скорости на высшей передаче, а при движении на подъем - на первой передаче. Скорость движения порожнего скрепера принимается в пределах 0,75 - 0,85 скорости на высшей передаче, а при движении на подъем - на второй передаче

Набор грунта скреперами можно вести только на прямолинейных участках длиной, достаточной для размещения длины пути, набора и скреперного агрегата (Рис.9.1, г). К моменту начала набора тягач и часть скрепера будут находиться уже на полосе набора грунта. После окончания набора тягач и часть скрепера выйдут за пределы участка, на котором срезался грунт. В связи с этим минимальная длина прямолинейного участка пути для набора грунта должна быть не менее

где:  l_н - длина пути набора, грунта; 

l_ск, l_т -  длина скрепера и тягача.

Длину путей набора и выгрузки можно вычислить по формулам, выводимым из условия равенства объемов срезанного грунта и грунта, находящегося в ковше.

Длина пути (м) набора грунта (копания) определяется по формуле:

длина (м) пути выгрузки грунта

где: q - геометрическая вместимость ковша, м³;

b_н - ширина полосы захвата грунта ножами скрепера (ширина ковша), м;

h - средняя толщина стружки грунта за время набора, м );

h_сл - средняя толщина слоя отсыпки грунта в насыпь, м;

К_н - коэффициент наполнения ковша грунтом;

К_р - коэффициент разрыхления грунта;

К_п - коэффициент потерь грунта при наборе( равен 1,2);

К_h - коэффициент неравномерности толщины стружки (0,7).

Толщина слоя укладки грунта зависит от конструктивных особенностей скрепера и требований, предъявляемых технологией последующей обработки грунта (разравнивание, увлажнение, уплотнение).