ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ СКРЕПЕРАМИ. ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ ПРИ РАБОТЕ СКРЕПЕРА
При производстве земляных работ скреперами на эффективность их использования особенно влияет правильный выбор схем движения и рациональных способов наполнения ковша скрепера при его работе в забое. В зависимости от взаимного расположения выемок и кавальеров, выемок и насыпей, насыпей и резервов разработку грунта скреперами выполняют по схемам движения: эллиптической, восьмерке, зигзагообразной и т.д. При выборе схемы движения необходимо предусмотреть наикратчайший путь при перемещении грунта. Длина забоя должна обеспечивать полную загрузку ковша.
Разработка выемок с перемещением грунта в насыпь (продольная возка) производится скреперами при любой глубине выемки и высоте насыпи.
Рис. 4.8. Технологическая схема сооружения железнодорожного земляного полотна с использованием прицепных скреперов, работающих с толкачом
Разгрузка грунта в насыпь осуществляется равномерно по ее ширине продольными полосами, начиная от бровок, по направлению к оси насыпи, что обеспечивает тщательное уплотнение грунта по ширине насыпи и необходимую безопасность движения скреперов по краю насыпи (рис. 4.8). Грунт, перемещаемый из выемки в насыпь, во избежание пересыхания или переувлажнения нужно разравнивать и уплотнять до окончания каждой смены. Послойное разравнивание грунта производится бульдозерами или автогрейдерами. Разработку выемок скреперами следует начинать от бровок выемки к середине продольными слоями. Образующиеся в поперечном сечении выемки уступы срезаются грейдерами, автогрейдерами или бульдозерами по мере разработки выемок через каждые 2 м по глубине (рис. 4.8).
Для лучшего заполнения ковша применяют рациональные схемы и способы загрузки скрепера, учитывающие влияние геометрических параметров ковша, свойств и состояния грунтов, формы ножей скрепера и глубины резания. Степень лучшего наполнения ковша характеризуется коэффициентом наполнения Кн. Обычно коэффициент наполнения Кн находится в пределах от 0,8 до 1,1. Рыхление грунтов III и IV категорий способствует увеличению наполнения ковша на 4…8%. Однако в разрыхленных грунтах уменьшается сила сцепления ходовой части трактора (тягача) с грунтом, что ограничивает силу тяги тягача или трактора.
Глубина резания и форма срезаемой стружки грунта зависят от характеристики грунтов и определяются тяговыми расчетами. Чтобы исключить перегрузку двигателя в процессе набора грунта, можно уменьшить толщину срезаемой стружки путем выглубления ковша.
В рыхлых грунтах целесообразно применять гребенчатую схему набора грунта, в более плотных – шахматно-ребристую (рис. 4.9).
При использовании гребенчатой схемы ковш заглубляется в несколько приемов. В начале набора грунта устанавливается максимально возможная глубина резания, допускаемая мощностью двигателя тягача. По мере нарастания нагрузки на двигатель и числа оборотов вала глубина уменьшается. При восстановлении нормального количества оборотов нож ковша вновь углубляется. Эта операция повторяется несколько раз. Профиль вырезанной полосы принимает гребенчатый вид. Этот способ сокращает путь набора и уменьшает время цикла скрепера. Призма волочения, образующаяся перед ковшом, подхватывается ножами при каждом их углублении, улучшая заполнение ковша и уменьшая потери грунта.
При ребристо – шахматной схеме срезка грунта по ширине забоя производится последовательными и параллельными проходками, одинаковыми по длине и расстоянию, но сдвинутыми по отношению к соседнему ряду в шахматном порядке так, чтобы полоса невыбранного грунта между проходками первого ряда (1…4) равнялась примерно половине ширины 
захвата ковша скрепера. Последующие ряды второй и третьей проходок должны располагаться в шахматном порядке; первую половину пути наполнения ковша производят на целине, на второй половине пути срезаются оставшиеся после разработки первого ряда проходок ребра грунта. Такой способ повышает коэффициент наполнения ковша, позволяя в конце набора, когда требуется максимальное усилие тяги, срезать более узкую и более толстую стружку грунта. Возможно использование комбинированной схемы набора грунта, которая сочетает в себе две выше приведенные схемы.
а)
б)
Рис. 4.9. Схемы набора грунта скреперами: а) гребенчатая; б) ребристо-шахматная
При использовании скреперов для регулирования средней дальности перемещения грунта устраивают съезды – въезды. При рабочих отметках до двух метров они устраиваются прямыми, при больших отметках – «косыми». Возможно устройство прислоненных въездов.
Уклоны выездов и спусков должны находиться в определенных пределах.
Работа скрепера с тягачом или в прицепе с трактором возможна при соблюдении условия, выражаемого уравнением движения
Рк > W,
где Рк – сила тяги тягача или трактора, н;
W – общее сопротивление грунта при работе скрепера, н.
Рис. 4.10. Схема сил сопротивления при наборе грунта скреперами
W = Wт + Wp +Wн + Wn,
где Wт – сопротивление перемещению груженого скрепера, Н;
Wр – сопротивление резанию грунта, Н;
Wн – сопротивление наполнению при подъеме и перемещении грунта внутри ковша, Н;
Wп – сопротивление перемещению призмы волочения, Н.
Wт = ( Gc + Gr )( f ± i ), (7.6)
где Gc – вес скрепера, Н;
Gr – вес грунта в ковше, Н.
где q1 – геометрическая емкость ковша, м3;
r - плотность грунта в естественном залегании, кг/м3;
Кн – коэффициент наполнения грунтом ковша скрепера;
Кр – коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера;
f – коэффициент сопротивления качению, равный при работе в уплотненных грунтах 0,1, а в рыхлых – 0,2;
g – гравитационная постоянная (g = 9,81 м/с2 );
i – уклон поверхности пути (знак « + » соответствует движению на подъем, знак « - » - под уклон).
где k – удельное сопротивление грунта резанию, Н/м2;
b – ширина резания, м;
h - толщина стружки, м.
где 
- сопротивление от веса столба грунта, поднимающегося в ковше, Н.
где Н – высота наполнения ковша, м.
Сопротивление трению грунта по грунту 
:
где j2 – угол внутреннего трения грунта, град.
где Y = 0,5…0,7 – коэффициент объема призмы волочения перед заслонкой и ножами ковша (наибольшее значение относится к сыпучим грунтам);
m2 = 0,3…0,5 – коэффициент трения грунта по грунту (для суглинков и песков).
Значение касательной силы тяги, приложенной на ободе ведущих колес или гусеницах тягача в кН, определяется по формуле
,
где N – мощность тягача, кВт;
V1 – скорость скрепера на первой передаче, км/ч;
h - коэффициент полезного действия, принимаемый 0,85…0,95.
Если тяговых усилий скрепера недостаточно, то кроме разрыхления грунта используют также работу скрепера совместно с толкачом (рис. 4.8).
Мощность толкача обычно превышает мощность скрепера в 1,5…2 раза и как минимум может равняться мощности скрепера. Скорость при этом возрастает в 1,5¸2 раза.
Один толкач обслуживает обычно 2…3 скрепера, а при большой дальности транспортирования их число может быть увеличено до 5 – 6.
Часовая производительность скрепера рассчитывается по формуле
где Lс – расстояние транспортирования грунта, м;
а0 , в0 - расчетные параметры
Дата добавления: 2016-02-04; просмотров: 2195;