Технология производства работ скреперами

Скреперы являются машинами цикличного действия. Рабочий цикл их состоит из следующих операций:

1) резания грунта и загрузки ковша;

2) транспортирования грунта к месту укладки;

3) разгрузки ковша с укладкой грунта;

4) передвижения скрепера в забой.

Эффективность применения скреперов в значительной степени зависит от правильности выполнения перечисленных операций.

Основным рабочим органом скрепера является ковш с режущими ножами. Ковш оборудован механизмом для его опускания, подъема и выгрузки грунта, приводимым в действие системой канатов или гидравлическим приводом.

Групповая работа скреперов

Первая операция рабочего цикла начинается в момент начала движения скрепера при опущенном на грунт ковше (Рис. 7.1). Ножи, установленные на передней части днища ковша, отрезают слой грунта, который попадает в ковш. По мере наполнения ковша увеличивается сопротивление движению скрепера, а поскольку усилие, развиваемое его двигателем, постоянное, то может наступить момент, когда сопротивление превысит усилие движения, и скрепер остановится. Чтобы такое явление не наступило, необходимо снизить сопротивление, уменьшив толщину стружки.

Рис. 7.1 Положение скрепера при загрузке его ковша

1 - тяговая рама, 2 - силовой цилиндр, 3 - заслонка, 4 - ковш, 5 - задняя стенка - разгрузочное устройство, 6 - ножи

Для этого уменьшают глубину резания, выглубляя ножи. Таким образом, в процессе загрузки ковша толщина стружки непрерывно уменьшается и если посмотреть на нее в разрезе, то она имеет вид клина. Поэтому такой способ резания грунта назвали клиновым (Рис. 7.2,а). Он применяется при разработке различных связных грунтов на горизонтальных площадках.

Рис. 7.2 Способы резания грунта бульдозером и скрепером

а - клиновой; б - гребенчатый; в - ребристо - шахматный

В процессе резания грунта машинист должен следить за наполнением ковша. Как только он заполнится, необходимо выглубить ножи и закрыть переднюю заслонку. Следует стремиться наполнить ковш «с шапкой», но при этом необходимо учитывать следующее. К концу загрузки ковша интенсивность поступления в него грунта резко сокращается. Стремление загрузить ковш «с шапкой» приводит к увеличению продолжительности загрузки, поэтому необходимо своевременно прекращать загрузку ковша.

При меньшем его наполнении сокращается продолжительность загрузки и повышается производительность скрепера на данной операции. Для повышения интенсивности поступления грунта в ковш в конце загрузки на современных скреперах ножи устанавливают ступенчато. Средний нож выступает вперед и вниз относительно крайних секций ножей. При таком расположении ножей средняя часть стружки толще, чем крайняя. Благодаря этому стружка сохраняет свою ¦прочность, что позволяет более интенсивно протаскивать грунт в ковш, в результате чего он быстрее заполняется. Планировочные работы скрепера выполняют ножами, установленными на одном уровне.

Сухие песчаные и супесчаные грунты на горизонтальных и наклонных участках режут гребенчатым способом (Рис. 7.2,б). Ковш опускают на максимальную глубину и скрепер движется до полного буксования тягача или до тех пор, пока не заглохнет двигатель. После этого ковш выглубляют на 70-80% и снова заглубляют, но уже на меньшую глубину, и набирают грунт до того же предела, как и в первый раз. Операции подъем - опускание ковша повторяют 4 - 5 раз до предельно возможного его заполнения грунтом «с шапкой». Этот метод обеспечивает наибольшее наполнение ковша, так как сыпучий грунт лучше поступает в ковш порциями, чем при непрерывном движении с постепенным изменением глубины резания. Для улучшения наполнения ковша на малосвязных грунтах к боковым стенкам его прикрепляют боковые ножи.

Плотные грунты в широких забоях рекомендуется разрабатывать ребристо-шахматным способом (Рис. 7.2, в) - последовательными рядами проходок, одинаковыми по длине и расположению. Между проходками первого ряда остаются полосы неразработанного грунта на одну треть меньше ширины захвата скрепера. Второй ряд проходок ведется на расстоянии половины длины проходки от первого и расположен по длине оставленных полос. Следующие проходки выполняются аналогично. Выемки образуют двумя-тремя проходами скрепера, а полосы снимают за один - два прохода.

При срезке выступающих полос увеличивается толщина стружки в средней части, уменьшаются потери грунта в боковые валики, что способствует более полному наполнению ковша на коротком пути и уменьшению затрат времени.

Очень плотные и сухие грунты предварительно разрыхляют для повышения производительности скреперов. Степень разрыхляемости грунта при этом не должна быть значительной, чтобы не ухудшилось наполнение ковша.

Для увеличения годовой выработки скреперов их необходимо использовать круглогодично. Для этой цели зимой нужно разрыхлять разрабатываемые грунты и работать в две смены, чтобы грунт не успевал промерзнуть. В конце второй смены следует так же разрыхлить грунт на разрабатываемом участке.

При разработке малосвязных грунтов целесообразно устанавливать дополнительные щитки по бокам ковша. Боковые щитки направляют грунт в ковш и снижают время его наполнения в 1,5 - 2 раза.

Для улучшения загрузки ковша скрепера применяют толкачи. При этом сокращается путь и время наполнения ковша, в результате чего повышается производительность скреперов. В качестве толкачей используют тракторы: Т-100М - для прицепных скреперов с ковшом, вмещающим 6 м³; Т-180 и К-700-для ДЗ-11М (Д-357М) и ДЗ-11П (Д-357П); ДЭТ-250М-для ДЗ-13 (Д-392). Каждый из этих тракторов оборудуют буферным устройством - щитом. Подъезжая к скреперу, толкач упирается щитом в буфер скрепера и толкает его в момент набора грунта в ковш. Соприкосновение щита толкача с буфером скрепера должно производиться плавно, без ударов. Это достигается изменением подачи топлива: в момент подъезда к скреперу она должна быть минимальной, а затем постепенно увеличиваться. Толкач следует подводить к скреперу строго по оси их движения, чтобы центр щита совпадал с центром буфера скрепера.

Хорошие результаты при использовании толкачей дает толкающее устройство с амортизатором (Рис. 7.3).

 Рис. 7.3 Толкающее устройство с амортизатором для бульдозера

1 - толкающая плита; 2 - кронштейн; 3 - рама трактора; 4 - амортизационный блок; 5 - перегрузочный блок; 6 - буфер скрепера

Толкающая плита 1 шарнирно прикрепляется верхней частью к кронштейнам 2, приваренным к раме трактора. К нижней части плиты крепятся блоки 4 с вмонтированными в них резинометаллическими амортизационными дисками. При стыковке тягача со скрепером амортизационные блоки сжимаются, гася удар. С повышением нагрузки вступают в работу перегрузочные блоки 5. Толкающее устройство с амортизатором обеспечивает более плавную работу скрепера и уменьшает утомляемость машиниста.

Один толкач может обслуживать 4-6 скреперов.

При прочих равных условиях потребность в толкачах может быть обеспечена ритмичным заездом скреперов в забой с интервалом, обеспечивающим четкую очередность их загрузки.

Набирать грунт следует при движении скрепера на 1-й передаче по прямой линии или под уклон. При этом уменьшается сопротивление движению скрепера и большее усилие может быть использовано на резании грунта и наполнении ковша.

Оптимальная величина уклона 3-7°. Меньший уклон почти не влияет на производительность загрузки при большем уклоне грунт скатывается перед ножами и плохо поступает в ковш, особенно сыпучий и песчаный.

Длина пути набора грунта скреперами в различных грунтовых условиях приведена в табл. 13.

В процессе работы скрепера ножи затупляются, в результате чего возрастает усилие резанию, увеличивается продолжительность рабочего цикла и снижается производительность. Поэтому при затуплении ножей первый раз их переворачивают другой стороной, для чего ножи отсоединяют от днища ковша, переворачивают другой стороной и снова устанавливают их на свои места. При последующем затуплении ножи снимают и затачивают с обеих сторон.При наборе связных грунтов переднюю заслонку следует поднимать на 500-600 мм, а после заполнения ковша между заслонкой и ножом оставляют зазор 150-200 мм.

Набирая рыхлые и сыпучие грунты, переднюю заслонку поднимают полностью, а после заполнения ковша на 2/3 ее опускают на призму волочения.

В конце загрузки скрепера одновременно с подъемом ковша необходимо опустить заслонку, чтобы грунт не высыпался из передней части ковша.

Транспортируют грунт к месту его укладки на II или III передаче, а разгружают (рис. 7.4) на III-IV передачах скрепера при движении по прямой. Перед началом разгрузки ковш опускают

Рис. 7.4 Схема разгрузки скрепера

а - установка ковша в разгрузочное положение; б - подъем заслонки и выгрузка грунта из передней части ковша и со щита заслонки; в -выгрузка основной части ковша движением разгружающего устройства; h - зазор между ножами ковша и поверхностью отсыпаемого грунта

и устанавливают на небольшую высоту отсыпки грунта. Переднюю заслонку плавно поднимают на полную высоту и грунт, удерживающийся ею в передней части ковша, ссыпается перед ножами и планируется ими. После того как грунт высыпется с передней части ковша, включают разгрузочное устройство и остальной грунт вытесняется из ковша.

Включать разгрузочное устройство следует в два-три приема с остановками во избежание перегрузки скрепера. На липких и влажных грунтах движение заслонки и разгрузочного устройства повторяют 2-3 раза для более полного опорожнения ковша.

Разгрузку ковша и укладку грунта рациональнее выполнять под небольшой уклон, который не должен превышать 5°, так как при большем уклоне возможно опрокидывание ковша.

Рис. 7.5 Схема планировочных работ скреперами
1 - ножи, 2 - разгружающее устройство, 3 - заслонка, 4 - выступающая неровность на местности, 5 - впадина, подлежащая засыпке

Укладывают грунт слоями заданной толщины, при этом каждую последующую отсыпку производят рядом с предыдущей для получения ровной поверхности, не требующей специальной планировки. Проходы скрепера во время отсыпки должны быть использованы для уплотнения грунта. Отсыпка грунта производится от краев к середине, чтобы со стороны откосов насыпь была несколько выше, чем в середине, для предотвращения сползания скрепера.

Дороги для транспортировки грунтов скреперами должны иметь минимальное число поворотов. Наибольший подъем дорог для прицепных скреперов не должен превышать 0,15, для самоходных 0,12. Уклоны спусков не должны быть более 0,25 для прицепных и 0,20 - для самоходных скреперов; боковые уклоны для прицепных скреперов - не более 0,12, для самоходных - 0,10.

В местах разгрузки скреперов должны быть оборудованы площадки для их разворота на обратный ход. Ширина этих площадок должна быть не менее указанных ниже величин: для скреперов с ковшом вместимостью менее 6 м³ - 7 м; более 6 м³ -12,5 м; 10 м³ - 15 м; более 10 м³ - 21 м.

Передвигаться скреперы в забой должны на повышенной скорости. Так как скорость движения скрепера зависит от землевозных путей, то необходимо использовать холостой ход скрепера для планирования землевозных дорог.

Подъемы для движения прицепного скрепера порожняком не должны быть более 0,17, для самоходного - 0,15. Уклоны спусков соответственно: 0,30 и 0,25. Боковые уклоны такие же, как и для груженых скреперов.

Ширина проезжей части выездов и съездов при одностороннем движении должна быть не менее 4 м для скреперов с ковшом вместимостью менее 6 м3, 4,5 м - для скреперов с ковшами 6 -10 м³ и 5,5 м - для скреперов с ковшом более 10 м³.

На планировочных работах заслонку ковша поднимают в крайнее верхнее положение, разгрузочное устройство устанавливают в переднее положение, а ковш опускают на грунт. При движении скрепер срезает выступающие неровности грунта ножом, сдвигает грунт и заполняет впадины (Рис. 7.5).