Мета роботи: вивчити робочий цикл скрепера, визначити продуктивність скрепера і опору виникають під час робочого процесу.
Робочий процес - різання і набір грунту, транспортування до місця укладання, вивантаження і повернення до місця набору - являє собою ряд послідовно повторюваних операцій (рис. 4.1). Ківш опускається на грунт, врізається в нього під дією сили трактора (тягача) або власного двигуна і знімає шар грунту (I). Наповнений ківш піднімається на ходу в транспортне положення (II) і переміщається до місця вивантаження, яка здійснюється також на ходу шляхом виштовхування грунту рухомий задньою стінкою ковша або шляхом нахилу його днища, а в деяких моделях - перекиданням ковша (III). Після розвантаження скрепер повертається на вихідну позицію (IV).
Мал. 4.1. Цикл роботи скрепера
Продуктивність скреперів П. м 3 / ч, визначають за формулою:
де: - число циклів за 1 годину роботи;
- тривалість циклу, с.
де: t1. t2. t3. t4 - відповідно час набору грунту, навантаженого ходу, розвантаження, холостого ходу, с; t5 - тривалість повороту, перемикання передач швидкостей і інші витрати часу.
Тривалість кожного елемента циклу:
де: li - довжина відповідної ділянки, м;
- швидкість руху скрепера на цій ділянці, м / с.
Довжина ділянки набору грунту:
де: q - геометрична місткість ковша скрепера, м 3;
k н - коефіцієнт наповнення ковша грунтом (k н = 0,8 ... 1,2);
kр - коефіцієнт розпушення грунту (kр = 1,1 ... 1,3);
b - ширина срезаемой смуги, м;
с - товщина зрізаного шару грунту, м.
Набір грунту скрепером проводиться на ділянках довжиною 12 ... 30 м. Розвантажувати скрепери на ділянках довжиною 5 ... 15 м. Швидкість руху скрепера залежить від виникаючих опорів грунтів і потужності трактора.
Найбільше зусилля, потрібне для переміщення скрепера, виникає під час набору грунту. Це зусилля визначається за формулою:
де: W1 - опір грунту різанню:
де: b - ширина зрізаногошару, м;
с - товщина шару, що зрізається (з = 0,04 ... 0,2 м.);
k - питомий опір ґрунту різанню (набувати значень k понад 0,1 ... 0,12 МПа не рекомендується, більш щільні грунти слід попередньо розпушити).
W2 - опір руху призми волочіння попереду скрепера:
де: y - відношення висоти призми волочіння до висоти грунту в ковші (у = 0,5 ... 0,7, причому великі значення для сипучих грунтів);
h - висота шару грунту в ковші, м (табл. 4.1);
- об'ємна маса грунту, кг / м 3,
- коефіцієнт тертя грунту по грунту (= 0,3 ... 0,5, причому великі значення приймаються для піщаних грунтів);
i - ухил місцевості.
Таблиця 4.1.Завісімость висоти шару грунту в ковші від обсягу ковша
Обсяг ковша скрепера, м 3
W4 - опір від внутрішнього тертя грунту в ковші:
де: х - коефіцієнт, що враховує вплив роду грунту (x = 0,24 ... 0,31 - для глини; x = 0,37 ... 0,44 - для суглинку; x = 0,46 ... 0,5 - для піску) .
W5 - опір руху скрепера:
де: Gc - вага скрепера;
Gгр - вага грунту в ковші;
- питомий опір коліс скрепера коченню (= 0,15 ... 0,2 - для щільних грунтів, = 0,25 ... 0,3 - для сипучих пісків).
Порядок виконання роботи
Як приклад визначимо продуктивність скрепера причіпного до трактора Т-130. Геометричний обсяг ковша q = 7 м 3. місткість ковша з «шапкою» V = 9 м 3. Діяльність транспортування L = 400 м. Ширина ковша b = 2,65 м, грунт розробляється під ухил i = 0,03. Розроблюваний грунт - суглинок, = 1400 кг / м 3, k = 0,06 МПа. Маса скрепера mс = 7 т.
Сила тяги по зчепленню при русі по щільному грунту:
Опір грунту різанню при товщині шару, що зрізається 0,1 м:
Опір руху призми волочіння:
Опір пересуванню шару грунту в ковші:
Опір від внутрішнього тертя грунту в ковші:
Вага грунту в ковші скрепера:
Опір руху скрепера:
Сумарний опір при наборі грунту:
Тягове зусилля трактора Т-130 при швидкості = 3,7 км / ч = = 1,05 м / с:
Умова руху без буксування тягача:
При невиконанні вимог умови руху необхідна зміна товщини зрізаного шару грунту і швидкості руху або застосування штовхача при наборі грунту.
Уточнення швидкостей руху скрепера на окремих ділянках: набір грунту 1 = 3,7 км / год; навантажений хід 2 = 7,44 км / год; розвантаження ковша 3 = 4,4 км / год; холостий хід 4 = 8,87 км / год.
На початку набору грунту товщина шару, що зрізається може досягати 300 мм, що дозволяє прийняти середнє значення товщини зрізаного шару грунту з = 200 мм.
Довжина ділянки набору грунту:
Довжина ділянки розвантаження ковша:
Час набору грунту:
Час навантаженого ходу:
Час розвантаження ковша:
Час холостого ходу:
Додатковий час, що витрачається на розвороти і на перемикання швидкостей t5 = 60 c.
Число циклів за 1 годину роботи:
Продуктивність скрепера за формулою (4.1):
Вихідні дані для індивідуального розрахунку продуктивності скрепера прийняти по таблиці 4.2 згідно з номером варіанту, заданого викладачем.