(I и III). По полученным значениям эксплуатационной сменной производительности бульдозера строим графики зависимостей
f ПЭМ (LТР ) с учетом типов разрабатываемых грунтов. Пример графика представлен на рис. 4.
Си
Рис. 4.бАЗависимость эксплуатационной сменной производительности бульдозера от дальности транспортированияДи категории грунта
Расчетная работа № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИИРАБОТЫ
СКРЕПЕРОВ ПРИ ВОЗВЕ ЕН ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Цель работы – исследовать факторы, оказывающие наибольшее влияние на производительность скреперов.
Скрепер – землеройно-транспортная машина циклического действия, предназначенная для разработки и транспортирования грунта на сравнительно большие расстояния.
Главным параметром скрепера является геометрическая вместимость ковша (м3).
11
По способу агрегатирования с тягачом скреперы разделяют на прицепные, полуприцепные и самоходные.
Прицепные скреперы к гусеничным тракторам, обладающие высокой проходимостью, способны работать в плохих дорожных условиях. Низкие транспортные скорости этих машин (не более 10 – 15 км/ч) ограничивают экономически целесообразную дальность транспортировки грунта.
Быстроходные полуприцепные и самоходные характеризуются более высок ми моб льностью, маневренностью, транспортными скоростями (до 50 км/ч) и производительностью по сравнению с прицепными маш нами той же вместимости. Полуприцепные скреперы
С |
3 |
ковш геометр ческой вместимостью 4,5 – 25 м , самоходные – |
|
8 –40 м3.
экономическибАэффективна на расстояние до 5000 м.
Целесообразно пр цепные скреперы использовать при дально-
сти до 500 – 700 м; самоходные – до 3000 – 5000 м.
Работа скреперов малоэффективна при работе на переувлаж- |
|
имеют |
|
нённых грунтах |
разра отке песков, а также на грунтах, содержащих |
валуны, корни |
друг е включения. Скреперы разрабатывают грунты |
I –IV категорий. Перед разра откой грунтов II – IV категорий целесо- |
|
образно производить их предварительное разрыхление на глубину |
|
копания, избегая его измельчения, так как это ухудшает наполняе- |
|
мость ковша [1]. |
|
та целесообразно вести при движенииДскрепера в глинистых грунтах под уклон 5 – 8 , а в песчаных – на подъём в 2 – 3 . Процесс копания следует производить только при прямолинейном движении тягача и
Дальность транспортирования грунта самоходными скреперами
Рабочий цикл скрепера состоит из следующих операций: копание и набор грунта в ковш, рабочий ход (транспортирование грунта), разгрузка, холостой ход (возвращение скрепера в забой). Набор грун-
скрепера.
Транспортирование грунта скрепером должно осуществляться с |
|
наибольшей скоростью, которая зависит от состояния землевозных |
|
путей, мощности и конструкции тягача. |
И |
|
|
Время набора ковша зависит от толщины вырезаемой стружки. |
|
Увеличение её толщины позволяет не только сократить время выполнения этой операции, но и способствует интенсивному наполнению ковша грунтом на заключительной стадии копания.
12
Скорость движения скрепера при наборе грунта обычно не превышает 2 – 4 км/ч, при разгрузке – 3 – 5 км/ч. Длина пути набора составляет 15 – 90 м. Большие значения относятся к прочным тяжёлым грунтам, при копании которых стружка имеет меньшую толщину [1].
В зависимости от категории грунта и мощности двигателя тягача заполнение ковша производится стружкой, имеющей прямолинейную форму, клиновую или гребенчатую. Набор грунта постоянной толщины тонкой прямой стружкой применяют на любых связных грунтах; кл новой – при разработке любых связных грунтов на горизонтальных участках; гребенчатой – при разработке сухих суглини-
стых и гл н стых грунтов. |
|
|
|
|
|||
С |
|
|
|
|
|||
|
Разгрузка ковша производится при прямолинейном движении |
||||||
скрепера. |
|
|
|
эксплуатационной сменной |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
про звод тельности скрепера аналитическим методом |
||||||
Определение |
|
|
скрепера, |
||||
|
Сменная |
эксплуатационная производительность |
|||||
м3/см, определяется по формуле |
|
|
|||||
|
|
|
ПСМЭ |
ТСМ 3600 q КН КВ , |
(1) |
||
|
|
|
|
|
tЦ КР |
|
|
где |
ТСМ |
– продолжительность рабочей смены, ч; q – геометриче- |
|||||
ская вместимость ковша, м3; КН – коэффициент наполнения ковша; |
|||||||
КВ |
– |
коэффициент |
использования |
сменного |
времени |
||
|
|
бА |
|
||||
(КВ= 0,7 – 0,85); tЦ – продолжительность рабочего цикла скрепера, с; |
|||||||
КР – коэффициент разрыхления грунта. |
|
|
|||||
КН |
При разработке грунта самоходным скрепером для повышения |
||||||
на этапе |
наполнения ковша целесообразно применять толкач |
||||||
(Видео 2). |
|
|
Д |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
Продолжительность рабочего цикла скрепера складывается из |
||||||
времени выполнения отдельных операций: |
|
|
|||||
|
|
|
tЦ tН tРХ tР tХХ |
t, |
(2) |
||
где |
tН , |
tРХ , |
|
|
|
И |
|
tР, tХХ – соответственно продолжительность наполне- |
|||||||
ния ковша грунтом, рабочего хода, разгрузки ковша и холостого хо- |
|||||||
да, с; t |
– время, затрачиваемое на поворот скрепера и переключе- |
||||||
ние передач (5 – 7 с) (Видео 3). |
|
|
|||||
13
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
|
|
|
|
Значения коэффициента наполнения ковша Кн |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Условия работы |
|
|
|
|
|
Тип грунта |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Сухой рыхлый |
|
|
Супесь и |
Тяжёлый |
|||||||||||
|
|
скрепера |
|
|
|
средний |
суглинок |
|
|||||||||
С |
|
песок |
|
|
|
суглинок |
и глина |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Без толкача |
|
0,5 – 0,7 |
|
|
|
0,5 – 0,95 |
0,65 – 0,75 |
|
|||||||
|
|
толкачом |
|
0,8 – 1,0 |
|
|
|
1,0 – 1,2 |
0,9 – 1,2 |
|
|||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициента КР |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Влажность, |
|
Плотность грунта в |
|
Коэффициент |
|
||||||
|
|
|
Грунт |
|
естественном зале- |
|
разрыхления |
|
|||||||||
|
|
|
|
бА |
|
грунта КР |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
гании, т/м3 |
|
|
|||||
|
|
Песок сухой |
– |
|
|
|
1,5 – 1,6 |
|
|
1 – 1,2 |
|
||||||
|
|
Песок влажный |
12 – 15 |
|
|
|
1,6 – 1,7 |
|
|
1,1 – 1,2 |
|
||||||
|
|
Лёгкая супесь |
7 – 10 |
|
|
|
1,5 – 1,7 |
|
|
1,1 – 1,2 |
|
||||||
|
|
Супесь |
|
сугл нки |
4 – 6 |
|
|
|
1,6 – 1,8 |
|
|
1,2 – 1,4 |
|
||||
|
|
Средн й сугл нок |
15 – 18 |
|
|
|
1,6 – 1,8 |
|
|
1,2 – 1,3 |
|
||||||
|
|
Сухой |
|
пылеватый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
суглинок |
|
|
8 – 12 |
|
|
|
1,6 – 1,8 |
|
|
1,3 – 1,4 |
|
||||
|
|
Тяжёлая глина |
17 – 19 |
|
|
|
1,65 – 1,8 |
|
|
1,2 – 1,3 |
|
||||||
|
|
Сухая глина |
– |
|
|
|
1,7 – 1,8 |
|
|
1,2 – 1,3 |
|
||||||
|
|
Продолжительность наполнения ковша грунтом определяется |
|||||||||||||||
|
зависимостью |
|
lН |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
tН |
, |
|
|
|
|
(3) |
|
||||
|
где lН |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
И |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
– путь наполнения ковша грунтом, м; |
Н – скорость движе- |
|||||||||||||||
|
ния скрепера при наполнении ковшаД, м/с. |
||||||||||||||||
|
|
Путь наполнения ковша грунтом находится по формуле |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
lН |
|
|
q КН |
|
|
, |
|
(4) |
|
||
|
|
|
|
|
|
0,7 b h K |
Р |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
где b, h – соответственно ширина и толщина вырезаемой стружки, м; |
||||||||||||||||
|
0,7 – коэффициент, учитывающий неравномерность толщины выре- |
||||||||||||||||
|
заемой стружки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Продолжительность рабочего хода скрепера, с, |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
tРХ |
lРХ |
, |
|
|
|
|
(5) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РХ |
|
|
|
|
|
|
|
14
где |
lРХ |
– длина пути транспортирования грунта от забоя до места |
||||||
его укладки, м; РХ |
– скорость движения груженого скрепера, м/с. |
|
||||||
|
корость движения груженого прицепного скрепера составляет |
|||||||
5 – 7 км/ч, самоходного – до 30 км/ч. |
|
|
|
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
||
|
Продолжительность разгрузки ковша скрепера зависит от тол- |
|||||||
щины укладываемого слоя грунта и скорости передвижения скрепера: |
||||||||
вающий |
q КН |
|
|
|
|
|||
|
, |
|
(6) |
|||||
|
|
|
tР |
|
||||
|
|
|
|
0,6 b hР K |
Р Р |
|
|
|
где |
hР |
– толщ на отсыпаемого слоя, м; 0,6 – коэффициент, учиты- |
||||||
|
|
потери времени на операциях с заслонкой; Р |
– скорость |
|||||
движен я скрепера при разгрузке ковша, м/с. |
|
|
||||||
|
Для |
я равномерной толщины отсыпаемого слоя раз- |
||||||
гружать ковш нео ход мо только при равномерном движении скре- |
||||||||
|
|
|
АХХ |
|
|
|||
пера. Толщ на отсыпаемого слоя определяется возможностью при- |
||||||||
меняемых средств уплотнения. |
|
|
|
|
||||
|
Продолжительностьобеспеченхолостого хода скрепера вычисляется по |
|||||||
формуле |
|
|
Д |
|
||||
|
|
|
|
(7) |
||||
|
|
|
|
tХХ lХХ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
lХХ |
– длина пути от места укладки до забоя, м; ХХ |
– скорость |
|||||
движения порожнего скрепера, м/с. |
|
|
|
|
||||
|
Скорость движения порожнего прицепного скрепера составляет |
|||||||
10 – 12 км/ч, самоходного – до 50 км/ч. |
И |
|||||||
|
|
|
|
|||||
По исходным данным, представленным в табл. П. 2, необходимо определить эксплуатационную сменную производительность скреперов для различных дальностей транспортирования и типов грунта.
По полученным значениям эксплуатационной сменной производительности бульдозера необходимо построить график зависимо-
сти f ПСМЭ (LТР,типгрунта). Пример полученного графика представлен на рис. 1.
15