Материал: Исследование землеройно-транспортных машин. лабораторный практикум. Жулай В.А., Нилов В.А

Такая ножевая система позволяет существенно уменьшать ширину резания в конце копания и не увеличивает клиренс скрепера, однако, она снижает прочность ножевой системы и не обеспечивает необходимой надежности боковым ножам, поскольку они перемещаются поступательно в абразивной грунтовой среде.

Скрепер с двухножевой системой резания (рис. 2.14) позволяет распределить грунт, поступающий в ковш на два потока с разной шириной резания, однако при этом снижается прочность днища ковша и увеличивается его длина.

Рис. 2.14. Скрепер с двухножевой системой копания [https://search.rsl.ru/ru/record/01001182426]

Ковш скрепера (рис. 2.15) с криволинейной режущей кромкой имеет режущую часть, которая одновременно выступает в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Рис. 2.15. Схема ковша скрепера с криволинейной режущей кромкой

[https://search.rsl.ru/ru/record/01001182426]

36

Для заполнения такого ковша требуется меньший (на 28%) путь заполнения за счет уменьшения удельного сопротивления копанию К1 на 32…40%. Главным недостатком такой ножевой системы является неровный забой и необходимость его зачистки (выравнивания) бульдозером или автогрейдером.

Косое резание грунта, которое характерно для автогрейдеров и универсальных бульдозеров, реализовано ножевой системой косого резания (рис. 2.16) с W – образной режущей кромкой. Такая ножевая система позволяет облегчить заполнение ковша за счет уменьшения сопротивления резанию, формированию двух уплотненных столбов грунтовой стружки и плавному началу заглубления ковша за счет наличия угла атаки γ. Недостатки конструкции заключаются в усложнении ножевой системы и особенно конструкции передней заслонки, а также в уменьшении жесткости ножевой системы.

Рис. 2.16. Ковш скрепера косого резания с W-образной ножевой системой

Комбинированная ножевая система (рис. 2.17) включает две ножевые системы, причем одна 9 из них размещена на самом ковше, а вторая 14 установлена на передней заслонке 3. Ковш 6 может разрабатывать грунт раздельно стандартной

37

ступенчатой ножевой системой 9 ковша или совковым режущим органом 14. Ковш с комбинированной ножевой системой может разрабатывать грунта сначала совковым режущим органом 15 (рис. 2.17а), а потом переходить на копание полной шириной ковша (рис. 2.17б).

Кроме того, такой ковш может разрабатывать грунт в условиях наименее энергоемкого свободного резания самостоятельно, не привлекая для этого дополнительных машин. Для этого сначала необходимо выполнить копание совковым режущим органом, затем повторить копание совковым режущим органом, но уже со смещением в сторону на ширину, меньшую ширины ковша (рис. 18, 19).

Рис. 2.17. Комбинированная ножевая система скрепера:

а– копание совковым режущим органом;

б– копание полной шириной

Завершение цикла копания можно выполнять в условиях минимальной энергоемкости без участия в резании боковых стенок ковша, т.е. в условиях свободного резания. На рис. 20 показана площадка, подготовленная для разработки грунта в условиях свободного резания.

38

Недостатком комбинированной ножевой системы можно считать уменьшение клиренса скрепера при транспортировании груженого ковша и усложнение конструкции передней заслонки за счет её усиления и установки дополнительной заслонки на совковый режущий орган.

Свободное и блокированное резание

При разработке грунта в большинстве случаев резание осуществляется горизонтальным и двумя боковыми ножами (рис. 2.20, 1). Если один из двух боковых ножей выведен из зоны резания, то говорят о полублокированном резании (рис.2.20, 2), если же резание осуществляется только горизонтальными ножами (рис. 2.20, 3), то мы имеем наименее энергоемкое свободное резание, что и характеризует Рис. 2.21.

Исследования, выполненные на кафедре СТИМ для скрепера с комбинированной ножевой системой (рис. 2.17), показали существенное уменьшение удельного коэффициента свободному резанию на 35% по сравнению с блокированным резания для одинаковых грунтовых условий.

2.2.3. Производительность скрепера

Производительность (техническая) скрепера при разработке грунта в плотном теле определяется зависимостью [5]:

где V – геометрическая вместимость ковша скрепера, м3; Кн – коэффициент наполнения ковша, Кн ≈ 0,9…1,2; Кр – коэффициент разрыхления грунта, Кр= 1,14…1,28; Тц – время цикла скрепера, мин.

Время цикла скрепера определяется по зависимости:

где l1 – длина пути набора грунта, м;

l2 – длина пути перемещения грунта, м;

l3 – длина пути обратного холостого хода, м; l4 – длина разгрузки ковша, м;

vср1 – средняя скорость движения скрепера при копании, км/ч;

vср2 – средняя скорость движения скрепера при перемещении грунта, км/ч;

vср3 – средняя скорость движения скрепера на обратном холостом ходу, км/ч;

vср4 – средняя скорость движения скрепера при разгрузки ковша, км/ч;

tр – время, затрачиваемое на поворот скрепера (tр = 0,25… 0,3 мин), мин;

40